CLD. Sustav upravljanja pogonom za Mitsubishi Electric EDM strojeve. Cilindrični linearni asinkroni motor u pogonu visokonaponskih prekidača Algoritmi za upravljanje cilindričnim linearnim motorom

[e-mail zaštićen]

Jurij Skoromets

U našim uobičajenim motorima unutarnje izgaranje početna karika - klipovi, izvode povratno gibanje. Zatim se to kretanje, uz pomoć koljenastog mehanizma, pretvara u rotacijsko. U nekim uređajima, prva i posljednja veza izvode istu vrstu kretanja.

Na primjer, u motor-generatoru nema potrebe prvo prevesti povratno gibanje u rotacijsko, a zatim u generatoru iz tog rotacijskog gibanja izdvojiti pravocrtnu komponentu, odnosno napraviti dvije suprotne transformacije.

Suvremeni razvoj tehnologije elektroničkog pretvaranja omogućuje prilagodbu izlaznog napona linearnog električnog generatora za potrošača, što omogućuje stvaranje uređaja u kojem dio zatvorenog električnog kruga ne vrši rotacijsko kretanje u magnetskom polju, ali uzvraća uz klipnjaču motora s unutarnjim izgaranjem. Dijagrami koji objašnjavaju princip rada tradicionalnog i linearnog generatora prikazani su na sl. jedan.

Riža. 1. Shema linearnog i konvencionalnog električnog generatora.

U konvencionalnom generatoru, za dobivanje napona koristi se žičani okvir koji se rotira u magnetskom polju i pokreće vanjski pogonski uređaj. U predloženom generatoru, žičana petlja se kreće linearno u magnetskom polju. Ova mala i neprincipijelna razlika omogućuje značajno pojednostavljenje i smanjenje cijene pokretača ako se kao motor koristi motor s unutarnjim izgaranjem.

Također, u klipnom kompresoru koji pokreće klipni motor, ulazna i izlazna veza vrši povratno gibanje, sl. 2.

Riža. 2. Shema linearnog i konvencionalnog kompresora.

Prednosti linearnog motora

1. Male dimenzije i težina, zbog nedostatka mehanizma radilice.
   
2. Visok MTBF, zbog odsutnosti koljenastog mehanizma i zbog prisutnosti samo uzdužnih opterećenja.
   
3. Niska cijena, zbog nedostatka mehanizma radilice.
   
4. Proizvodnost - za proizvodnju dijelova potrebne su samo radno intenzivne operacije, tokarenje i glodanje.
   

Mogućnost prelaska na drugu vrstu goriva bez zaustavljanja motora.


Kontrola paljenja pomoću tlaka pri komprimiranju radne smjese.


Da bi konvencionalni motor doveo električni napon (struju) na svjećicu, moraju biti ispunjena dva uvjeta:


Prvi uvjet je određen kinematikom koljenastog mehanizma - klip mora biti u gornjoj mrtvoj točki (zanemarujući vrijeme paljenja);


Drugi uvjet određen je termodinamičkim ciklusom - tlak u komori za izgaranje, prije radnog ciklusa, mora odgovarati korištenom gorivu.


Vrlo je teško ispuniti oba uvjeta u isto vrijeme. Kada se komprimira zrak ili radna smjesa, stlačivi plin curi u komori za izgaranje kroz klipne prstenove itd. Što se kompresija sporije događa (što se osovina motora sporije okreće), to je propuštanje veće. U tom slučaju tlak u komori za izgaranje, prije radnog ciklusa, postaje manji od optimalnog i radni ciklus se odvija u neoptimalnim uvjetima. Učinkovitost motora pada. Odnosno, moguće je osigurati visoku učinkovitost motora samo u uskom rasponu brzina vrtnje izlazne osovine.


Stoga, na primjer, učinkovitost motora na postolju iznosi približno 40%, au stvarnim uvjetima, na automobilu, pod različitim načinima vožnje, ova vrijednost pada na 10 ... 12%.


U linearnom motoru nema koljenastog mehanizma, tako da ne treba biti zadovoljen prvi uvjet, nije bitno gdje se klip nalazi prije radnog ciklusa, bitan je samo tlak plina u komori za izgaranje prije radnog ciklusa. Stoga, ako se dovod električnog napona (struje) na svjećicu ne kontrolira položajem klipa, već tlakom u komori za izgaranje, tada će radni ciklus (paljenje) uvijek započeti s optimalnim tlakom, bez obzira broja okretaja motora, sl. 3.





Riža. 3. Kontrola paljenja pritiskom u cilindru, u ciklusu "kompresije".


Dakle, u bilo kojem načinu rada linearni motor, imat ćemo maksimalnu površinu petlje termodinamičkog Carnotovog ciklusa, odnosno visoku učinkovitost pod različitim načinima rada motora.


Kontroliranje paljenja uz pomoć tlaka u komori za izgaranje također omogućuje "bezbolno" prelazak na druge vrste goriva. Na primjer, kod prelaska s visokooktanskog goriva na niskooktansko gorivo, u linearnom motoru, potrebno je samo zapovjediti sustavu paljenja da dovede električni napon (struju) na svjećicu pri nižem tlaku. U konvencionalnom motoru za to bi bilo potrebno promijeniti geometrijske dimenzije klipa ili cilindra.


Kontrola paljenja tlakom u cilindru može se provesti pomoću


piezoelektrična ili kapacitivna metoda mjerenja tlaka.


Senzor tlaka izrađen je u obliku podloške, koja se nalazi ispod matice svornjaka glave cilindra, sl. 3. Sila tlaka plina u kompresijskoj komori djeluje na senzor tlaka, koji se nalazi ispod matice glave cilindra. A informacije o tlaku u kompresijskoj komori prenose se na upravljačku jedinicu vremena paljenja. S tlakom u komori koji odgovara tlaku paljenja određenog goriva, sustav paljenja dovodi električni napon (struju) na svjećicu. S naglim povećanjem tlaka, što odgovara početku radnog ciklusa, sustav paljenja uklanja električni napon (struju) iz svjećice. Ako nakon unaprijed određenog vremena nema povećanja tlaka, što odgovara izostanku početka radnog ciklusa, sustav paljenja daje kontrolni signal za pokretanje motora. Također, izlazni signal senzora tlaka u cilindru služi za određivanje frekvencije motora i njegovu dijagnostiku (detekcija kompresije itd.).


Sila kompresije izravno je proporcionalna tlaku u komori za izgaranje. Nakon što tlak u svakom od suprotnih cilindara nije manji od navedenog (ovisno o vrsti goriva), upravljački sustav daje naredbu za paljenje zapaljive smjese. Ako je potrebno prijeći na drugu vrstu goriva, mijenja se vrijednost zadanog (referentnog) tlaka.


Također, vrijeme paljenja zapaljive smjese može se podesiti automatski način rada kao u konvencionalnom motoru. Na cilindar je postavljen mikrofon - senzor detonacije. Mikrofon pretvara mehaničke zvučne vibracije tijela cilindra u električni signal. Digitalni filtar izdvaja harmonik (sinusni val) koji odgovara načinu detonacije iz ovog skupa zbroja sinusoida električnog napona. Kada se na izlazu filtera pojavi signal koji odgovara pojavi detonacije u motoru, upravljački sustav smanjuje vrijednost referentnog signala, koji odgovara tlaku paljenja zapaljive smjese. Ako nema signala koji odgovara detonaciji, upravljački sustav nakon nekog vremena povećava vrijednost referentnog signala, koji odgovara tlaku paljenja zapaljive smjese, sve dok se ne pojave frekvencije koje prethode detonaciji. Opet, kako se pojave preddetonacijske frekvencije, sustav smanjuje referencu, koja odgovara smanjenju tlaka paljenja, na paljenje bez detonacije. Tako se sustav paljenja prilagođava vrsti goriva koje se koristi.


Princip rada linearnog motora.


Princip rada linearnog, kao i konvencionalnog motora s unutarnjim izgaranjem, temelji se na učinku toplinskog širenja plinova koji nastaje tijekom izgaranja mješavine goriva i zraka i osigurava kretanje klipa u cilindru. Klipnjača prenosi pravolinijsko povratno gibanje klipa na linearni električni generator, odnosno klipni kompresor.


Linearni generator, sl. 4, sastoji se od dva para klipa koji rade u protufazi, što omogućuje balansiranje motora. Svaki par klipova spojen je klipnjačom. Klipnjača je obješena na linearne ležajeve i može slobodno oscilirati, zajedno s klipovima, u kućištu generatora. Klipovi su postavljeni u cilindre motora s unutarnjim izgaranjem. Cilindri se propuštaju kroz prozore za pročišćavanje, pod djelovanjem malog viška tlaka stvorenog u predulaznoj komori. Na klipnjači je pokretni dio magnetskog kruga generatora. Uzbudni namot stvara magnetski tok potreban za stvaranje električne struje. Uz povratno kretanje klipnjače, a s njom i dijela magnetskog kruga, vodovi magnetske indukcije stvorene uzbudnim namotom prelaze preko stacionarnog namota snage generatora, inducirajući u njemu električni napon i struju (sa zatvorenim strujni krug).





Riža. 4. Linearni plinski generator.


Linearni kompresor, sl. 5, sastoji se od dva para klipa koji rade u protufazi, što omogućuje balansiranje motora. Svaki par klipova spojen je klipnjačom. Klipnjača je ovješena na linearne ležajeve i može slobodno oscilirati s klipovima u kućištu. Klipovi su postavljeni u cilindre motora s unutarnjim izgaranjem. Cilindri se propuštaju kroz prozore za pročišćavanje, pod djelovanjem malog viška tlaka stvorenog u predulaznoj komori. Pokretnim kretanjem klipnjače, a s njom i klipova kompresora, u prijemnik kompresora se dovodi zrak pod pritiskom.




Riža. 5. Linearni kompresor.


Radni ciklus u motoru se odvija u dva ciklusa.


5. Kompresijski hod. Klip se pomiče od donje mrtve točke klipa do gornje mrtve točke klipa, najprije blokirajući prozore za pročišćavanje. Nakon što klip zatvori prozore za pročišćavanje, gorivo se ubrizgava u cilindar i zapaljiva smjesa se počinje komprimirati.
   

   2. Moždani udar. Kada je klip blizu gornje mrtve točke, komprimirana radna smjesa se zapali električnom iskrom iz svijeće, zbog čega se temperatura i tlak plinova naglo povećavaju. Pod djelovanjem toplinskog širenja plinova, klip se pomiče u donju mrtvu točku, dok plinovi koji se šire obavljaju koristan rad. Istodobno, klip stvara visoki tlak u predtlačnoj komori. Pod pritiskom se ventil zatvara, čime se sprječava ulazak zraka u usisni razvodnik.
   

   Sustav ventilacije
   

   Tijekom radnog hoda u cilindru, sl. 6 radnog takta, klip se pod djelovanjem pritiska u komori za izgaranje pomiče u smjeru označenom strelicom. Pod djelovanjem suvišnog tlaka u predtlačnoj komori ventil se zatvara, a ovdje se zrak komprimira kako bi ventilirao cilindar. Kada klip (kompresioni prstenovi) dosegne prozore za pročišćavanje, sl. 6 ventilacije, tlak u komori za izgaranje naglo pada, a zatim se klip s klipnjačom pomiče po inerciji, odnosno masa pokretnog dijela generatora igra ulogu zamašnjaka u konvencionalnom motoru. Istodobno se prozori za pročišćavanje potpuno otvaraju i zrak komprimiran u predulaznoj komori, pod utjecajem razlike tlaka (tlak u predulaznoj komori i atmosferski tlak), pročišćava cilindar. Nadalje, tijekom radnog ciklusa u suprotnom cilindru, provodi se ciklus kompresije.
   

   Kada se klip kreće u načinu kompresije, sl. 6 kompresije, prozori za pročišćavanje su zatvoreni klipom, ubrizgava se tekuće gorivo, u ovom trenutku je zrak u komori za izgaranje pod blagim nadtlakom na početku ciklusa kompresije. Daljnjim kompresijom, čim tlak kompresibilne gorive smjese postane jednak referentnom (postavljenom za danu vrstu goriva), na elektrode svjećice će se primijeniti električni napon, smjesa će se zapaliti, radni ciklus će započeti i proces će se ponoviti. U tom se slučaju motor s unutarnjim izgaranjem sastoji od samo dva koaksijalna i nasuprot postavljena cilindra i klipa, mehanički spojenih jedan s drugim.
   

   
   

   Riža. 6. Linearni motor ventilacijski sustav.
   

   Pumpa za gorivo
   

   Pogon pumpe za gorivo linearnog električnog generatora je bregasta površina u sendviču između valjka klipa pumpe i valjka kućišta pumpe, sl. 7. Bregasta površina uzmiče se s klipnjačom motora s unutarnjim izgaranjem i svakim taktom gura klip i valjke pumpe u stranu, dok se klip pumpe pomiče u odnosu na cilindar pumpe i dio goriva se istiskuje u mlaznicu za ubrizgavanje goriva, na početku ciklusa kompresije. Ako je potrebno promijeniti količinu izbačenog goriva po ciklusu, površina brega se zakreće u odnosu na uzdužnu os. Kada se bregasta površina zakrene u odnosu na uzdužnu os, valjci klipa pumpe i valjci kućišta pumpe će se razdvojiti ili pomaknuti (ovisno o smjeru rotacije) za različita udaljenost, promijenit će se hod klipa pumpe za gorivo i promijeniti dio izbačenog goriva. Rotacija klipnog grebena oko svoje osi vrši se pomoću fiksne osovine, koja je u zahvaćanju s ekscentrom kroz linearni ležaj. Tako se greben pomiče naprijed-natrag, dok osovina ostaje nepomična. Kada se osovina okreće oko svoje osi, površina brega se okreće oko svoje osi i hod pumpe za gorivo se mijenja. Varijabilni ventil za ubrizgavanje goriva, pogon koračni motor ili ručno.
   

   
   

   Riža. 7. Pumpa za gorivo linearnog elektrogeneratora.
   

   Pogon pumpe za gorivo linearnog kompresora također je bregasta površina ukliještena između ravnine klipa pumpe i ravnine kućišta pumpe, sl. 8. Bregasta površina izvodi klipno rotacijsko kretanje zajedno s osovinom sinkronizacijskog zupčanika motora s unutarnjim izgaranjem i gura ravnine klipa i pumpe pri svakom taktu, dok se klip pumpe pomiče u odnosu na cilindar pumpe i dio goriva se izbacuje u mlaznicu za ubrizgavanje goriva, na početku ciklusa kompresije. Kod rada linearnog kompresora nema potrebe mijenjati količinu izbačenog goriva. Rad linearnog kompresora podrazumijeva se samo u tandemu s prijemnikom - uređajem za pohranu energije koji može izgladiti vrhove maksimalno opterećenje. Stoga je preporučljivo dovesti motor linearnog kompresora na samo dva načina rada: optimalno opterećenje i režim rada kretati u praznom hodu. Prebacivanje između ova dva načina rada vrši se pomoću solenoidni ventili, kontrolni sustav.
   

   
   

   Riža. 8. Pumpa za gorivo linearnog kompresora.
   

   Sustav za lansiranje
   

   Sustav pokretanja linearnog motora provodi se, kao i kod konvencionalnog motora, pomoću električnog pogona i uređaja za pohranu energije. Konvencionalni motor se pokreće pomoću startera (električni pogon) i zamašnjaka (skladištenje energije). Linearni motor se pokreće pomoću linearnog električnog kompresora i startnog prijemnika, sl. devet.
   

   
   

   Riža. 9. Sustav pokretanja.
   

   Prilikom pokretanja, klip startnog kompresora, kada se primijeni snaga, pomiče se progresivno zbog elektromagnetskog polja namota, a zatim se oprugom vraća u prvobitno stanje. Nakon što se prijemnik pumpa do 8 ... 12 atmosfera, napajanje se uklanja s terminala startnog kompresora i motor je spreman za pokretanje. Startanje se događa dovodom komprimiranog zraka u predulazne komore linearnog motora. Dovod zraka se provodi pomoću elektromagnetnih ventila, čiji rad kontrolira upravljački sustav.
   

   Budući da upravljački sustav nema informaciju o položaju klipnjača motora prije pokretanja, tada se dovođenjem visokog tlaka zraka u komore za pretpokretanje, na primjer, vanjske cilindre, jamči da će se klipovi pomaknuti u prvobitno stanje prije pokretanja. pokretanje motora.
   

   Zatim se u predulazne komore srednjih cilindara dovodi visoki tlak zraka, čime se cilindri prije pokretanja ventiliraju.
   

   Nakon toga, visoki tlak zraka ponovno se dovodi u predstartne komore vanjskih cilindara za pokretanje motora. Čim započne radni ciklus (osjetnik tlaka će pokazati visoki tlak u komori za izgaranje koji odgovara radnom ciklusu), upravljački sustav će pomoću elektromagnetnih ventila zaustaviti dovod zraka iz startnog prijemnika.
   

   Sustav sinkronizacije
   

   Sinkronizacija rada linearnog motora klipnjače provodi se pomoću razvodnog zupčanika i para zupčanika, sl. 10, pričvršćena na pokretni dio magnetskog kruga klipova generatora ili kompresora.Zupčasti zupčanik je ujedno i pogon pumpe za ulje, uz pomoć kojeg se prisilno podmazuju čvorovi trljajućih dijelova linearne motor se izvodi.
   

   
   

   Riža. 10. Sinkronizacija rada klipnjača elektrogeneratora.
   

   Smanjenje mase magnetskog kruga i kruga za uključivanje namota električnog generatora.
   

   Generator linearnog plinskog generatora je sinkroni električni stroj. U konvencionalnom generatoru rotor se rotira, a masa pokretnog dijela magnetskog kruga nije kritična. Kod linearnog generatora pomični dio magnetskog kruga uzmiče se zajedno s klipnjačom motora s unutarnjim izgaranjem, a velika masa pomičnog dijela magnetskog kruga onemogućuje rad generatora. Potrebno je pronaći način smanjenja mase pokretnog dijela magnetskog kruga generatora.
   

   
   

   Riža. 11. Generator.
   

   Da bi se smanjila masa pokretnog dijela magnetskog kruga, potrebno je smanjiti njegove geometrijske dimenzije, odnosno smanjit će se volumen i masa, slika 11. Ali tada magnetski tok prelazi samo namotaj u jednom paru prozora umjesto toga od pet, to je ekvivalentno magnetskom toku koji prolazi kroz vodič pet puta kraći, odnosno, a izlazni napon (snaga) će se smanjiti za 5 puta.
   

   Da bi se kompenzirao pad napona generatora, potrebno je dodati broj zavoja u jednom prozoru, tako da duljina vodiča namota snage postane ista kao u izvornoj verziji generatora, slika 11.
   

   Ali kako bi veći broj zavoja ležao u prozoru s nepromijenjenim geometrijskim dimenzijama, potrebno je smanjiti poprečni presjek dirigent.
   

   Uz konstantno opterećenje i izlazni napon, toplinsko opterećenje, za takav vodič, u ovom slučaju će se povećati i postati više nego optimalno (struja je ostala ista, a poprečni presjek vodiča se smanjio za gotovo 5 puta). To bi bio slučaj ako su namoti prozora spojeni serijski, odnosno kada struja opterećenja teče kroz sve namote istovremeno, kao u konvencionalnom generatoru. Ali ako samo namota para prozora magnetski tok trenutno iznosi križanje je naizmjenično spojeno na opterećenje, tada ovaj namot u tako kratkom vremenskom razdoblju neće imati vremena za pregrijavanje, budući da su toplinski procesi inercijski. Odnosno, potrebno je naizmjenično spojiti na opterećenje samo onaj dio namota generatora (par polova) koji magnetski tok prelazi, a ostatak vremena trebao bi se ohladiti. Dakle, opterećenje je uvijek povezano serijski samo s jednim namotom generatora.
   

   U tom slučaju, efektivna vrijednost struje koja teče kroz namot generatora neće premašiti optimalnu vrijednost s gledišta zagrijavanja vodiča. Tako je moguće značajno, više od 10 puta, smanjiti masu ne samo pokretnog dijela magnetskog kruga generatora, već i masu nepokretnog dijela magnetskog kruga.
   

   Prebacivanje namota vrši se pomoću elektroničkih ključeva.
   

   Kao ključevi, za naizmjenično spajanje namota generatora na opterećenje, koriste se poluvodički uređaji - tiristori (triaci).
   

   Linearni generator je prošireni konvencionalni generator, sl. jedanaest.
   

   Na primjer, s frekvencijom koja odgovara 3000 ciklusa / min i hodom klipnjače od 6 cm, svaki namot će se zagrijavati 0,00083 sekunde, sa strujom 12 puta većom od nazivne struje, ostatak vremena - gotovo 0,01 sekundu , ovaj namot će se ohladiti. Kada se radna frekvencija smanji, vrijeme zagrijavanja će se povećati, ali će se, sukladno tome, smanjiti struja koja teče kroz namot i kroz opterećenje.
   

   Triac je prekidač (može zatvoriti ili otvoriti električni krug). Zatvaranje i otvaranje se odvija automatski. Tijekom rada, čim magnetski tok počne prelaziti zavoje namota, na krajevima namota pojavljuje se inducirani električni napon, što dovodi do zatvaranja električnog kruga (otvaranje triaka). Zatim, kada magnetski tok prijeđe zavoje sljedećeg namota, pad napona na trijačnim elektrodama dovodi do otvaranja električnog kruga. Dakle, u svakom trenutku, opterećenje je uključeno cijelo vrijeme, serijski, samo s jednim namotom generatora.
   

   Na sl. Slika 12 prikazuje montažni crtež generatora bez namota polja.
   

   Većina dijelova linearnih motora formirana je okretnom površinom, odnosno imaju cilindrične oblike. To omogućuje njihovu proizvodnju najjeftinijim i najautomatiziranijim operacijama tokarenja.
   

   
   

   Riža. 12. Montažni crtež generatora.
   

   Matematički model linearnog motora
   

   Matematički model linearnog generatora temelji se na zakonu održanja energije i Newtonovim zakonima: u svakom trenutku vremena, u t 0 i t 1, sile koje djeluju na klip moraju biti jednake. Nakon kratkog vremenskog razdoblja, pod djelovanjem nastale sile, klip će se pomaknuti na određenu udaljenost. U ovom kratkom dijelu pretpostavljamo da se klip kretao jednoliko. Vrijednosti svih sila mijenjat će se prema zakonima fizike i izračunavaju se pomoću dobro poznatih formula
   

   Svi podaci se automatski unose u tablicu, na primjer u Excel. Nakon toga, t 0 se dodjeljuje vrijednosti t 1 i ciklus se ponavlja. To jest, izvodimo operaciju logaritma.
   

   Matematički model je tablica, na primjer, u programu Excel i montažni crtež (skica) generatora. Skica ne sadrži linearne dimenzije, već koordinate ćelija tablice u Excelu. Odgovarajuće procijenjene linearne dimenzije unose se u tablicu, a program izračunava i iscrtava graf kretanja klipa u virtualnom generatoru. Odnosno, zamjenom dimenzija: promjer klipa, volumen predusisne komore, hod klipa do prozora za pročišćavanje, itd., dobit ćemo grafikone prijeđene udaljenosti, brzine i ubrzanja kretanja klipa u odnosu na vrijeme. To omogućuje virtualno izračunavanje stotina opcija i odabir najbolje.
   

   Oblik žica za namotavanje generatora.
   

   Sloj žica jednog prozora linearnog generatora, za razliku od konvencionalnog generatora, leži u jednoj ravnini uvijenoj u spiralu, stoga je lakše namotati namot žicama ne kružnog, već pravokutnog presjeka, tj. je, namot je bakrena ploča uvijena u spiralu. To omogućuje povećanje faktora punjenja prozora, kao i značajno povećanje mehaničke čvrstoće namota. Treba imati na umu da brzina klipnjače, a time i pokretnog dijela magnetskog kruga, nije ista. To znači da linije magnetske indukcije prelaze namot različitih prozora različitim brzinama. Za puna upotrebažice za namotavanje, broj zavoja svakog prozora mora odgovarati brzini magnetskog toka u blizini ovog prozora (brzina klipnjače). Broj zavoja namota svakog prozora odabire se uzimajući u obzir ovisnost brzine klipnjače o udaljenosti koju prijeđe klipnjača.
   

   Također, za ujednačeniji napon generirane struje moguće je namotati namot svakog prozora bakrenom pločom različite debljine. U području gdje brzina klipnjače nije velika, namatanje se izvodi pločom manje debljine. Veći broj zavoja namota će stati u prozor i, pri manjoj brzini klipnjače u ovoj sekciji, generator će proizvoditi napon koji je razmjeran trenutnom naponu u više "brzim" dijelovima, iako generirana struja bit će mnogo manja.
   

   Korištenje linearnog električnog generatora.
   

   Glavna primjena opisanog generatora je besprekidno napajanje u malim elektroenergetskim poduzećima, što omogućuje dugotrajan rad priključene opreme u slučaju nestanka mrežnog napona ili kada njegovi parametri prelaze prihvatljive standarde.
   

   Električni generatori se mogu koristiti za opskrbu električnom energijom industrijske i kućanske električne opreme, na mjestima gdje nema električne mreže, kao i kao jedinica za napajanje za vozilo(hibridno vozilo), u kvaliteta mobilni generator električna energija.
   

   Na primjer, generator električne energije u obliku diplomata (kovčeg, torba). Korisnik vodi sa sobom na mjesta gdje nema električnih mreža (građevina, planinarenje, seoska kuća itd.) Po potrebi, pritiskom na tipku "start", generator se pokreće i opskrbljuje električnom energijom električne uređaje koji su na njega priključeni: uređaji. Ovo je uobičajen izvor električne energije, samo mnogo jeftiniji i lakši od analoga.
   

   Korištenje linearnih motora omogućuje stvaranje jeftinog, lakog automobila koji je jednostavan za rukovanje i upravljanje.
   

   Vozilo s linearnim električnim generatorom
   

   Vozilo s linearnim električnim generatorom je dvosjed laki (250 kg) auto, sl. 13.
   

   
   

   sl.13. Automobil s linearnim plinskim generatorom.
   

   U vožnji nije potrebno mijenjati brzine (dvije pedale). Zbog činjenice da generator može razviti maksimalnu snagu, čak i kada se "kreće" iz mjesta (za razliku od konvencionalnog automobila), karakteristike ubrzanja, čak i pri niskim vučnim snagama motora, bolje su od onih kod konvencionalnih automobila. Učinak pojačanja upravljanja i ABS sustavi postiže se programski, budući da je sav potreban "hardver" već tu (pogon na svaki kotač omogućuje vam kontrolu zakretnog momenta ili momenta kočenja kotača, na primjer, kada okrenete volan, moment se preraspoređuje između desnog i lijevi kontrolni kotači, a kotači se sami okreću, vozač im dopušta samo okretanje, tj. upravljanje bez napora). Raspored bloka omogućuje vam da uredite automobil na zahtjev potrošača (generator možete jednostavno zamijeniti snažnijim za nekoliko minuta).
   

   Ovaj običan auto samo puno jeftiniji i lakši od analoga.
   

   Značajke - jednostavnost upravljanja, niska cijena, brzi set brzina, snaga do 12 kW, pogon na sve kotače (terensko vozilo).
   

   Vozilo s predloženim generatorom, zbog specifičnog oblika generatora, ima vrlo nisko težište, pa će imati visoku stabilnost u vožnji.
   

   Također, takvo vozilo će imati vrlo visoke karakteristike ubrzanja. Predloženo vozilo može koristiti maksimalnu snagu pogonske jedinice u cijelom rasponu brzina.
   

   Distribuirana masa pogonske jedinice ne opterećuje karoseriju automobila, pa se može učiniti jeftinom, laganom i jednostavnom.
   

   Vučni motor vozila, u kojem se kao pogonska jedinica koristi linearni električni generator, mora zadovoljavati sljedeće uvjete:
   

   Snažni namoti motora moraju biti spojeni izravno, bez pretvarača, na terminale generatora (da bi se povećala učinkovitost električnog prijenosa i smanjila cijena strujnog pretvarača);
   

   Brzina vrtnje izlazne osovine elektromotora treba biti regulirana u širokom rasponu, i ne smije ovisiti o frekvenciji elektrogeneratora;
   

   Motor mora imati veliko vrijeme između kvarova, odnosno biti pouzdan u radu (nemati kolektor);
   

   Motor mora biti jeftin (jednostavan);
   

   Motor mora imati veliki zakretni moment pri niskoj izlaznoj brzini;
   

   Motor bi trebao imati malu masu.
   

   Krug za uključivanje namota takvog motora prikazan je na sl. 14. Promjenom polariteta napajanja namota rotora dobivamo moment rotora.
   

   Također, promjenom veličine i polariteta napajanja namota rotora, uvodi se klizna rotacija rotora u odnosu na magnetsko polje statora. Kontroliranjem struje napajanja rotorskog namota, proklizavanje se kontrolira u rasponu od 0 ... 100%. Napajanje namota rotora je približno 5% snage motora, pa se strujni pretvarač mora izraditi ne za cjelokupnu struju vučnih motora, već samo za njihovu struju uzbude. Snaga strujnog pretvarača, na primjer, za ugrađeni električni generator od 12 kW iznosi samo 600 W, a ta je snaga podijeljena u četiri kanala (svaki vučni motor kotača ima svoj kanal), tj. snaga svakog kanala pretvarača je 150 W. Stoga niska učinkovitost pretvarača neće imati značajan utjecaj na učinkovitost sustava. Pretvarač se može izraditi koristeći jeftine poluvodičke elemente male snage.
   

   Struja iz izlaza električnog generatora bez ikakvih transformacija dovodi se na namote vučnih motora. Pretvara se samo uzbudna struja tako da je uvijek u protufazi sa strujom energetskih namota. Budući da je struja uzbude samo 5 ... 6% ukupne struje koju troši vučni motor, pretvarač je potreban za snagu od 5 ... 6% ukupne snage generatora, što će značajno smanjiti cijenu i težinu pretvarača i povećati učinkovitost sustava. U tom slučaju, pretvarač struje uzbude vučnih motora mora "znati" položaj osovine motora kako bi u bilo kojem trenutku doveo struju u namote uzbude kako bi stvorio maksimalni moment. Senzor položaja izlaznog vratila vučnog motora je apsolutni enkoder.
   

   
   

   sl.14. Shema uključivanja namota vučnog motora.
   

   Korištenje linearnog električnog generatora kao pogonske jedinice vozila omogućuje vam stvaranje automobila blok rasporeda. Ako je potrebno, moguće je promijeniti velike komponente i sklopove u nekoliko minuta, sl. 15, a također primijeniti karoseriju s najboljim protokom, budući da automobil male snage nema rezervu snage za prevladavanje otpora zraka zbog nesavršenosti aerodinamičkih oblika (zbog visokog koeficijenta otpora).
   

   
   

   sl.15. Mogućnost blok rasporeda.
   

   Vozilo s linearnim kompresorom
   

   Vozilo s linearnim kompresorom je dvosjed laki (200 kg) automobil, sl. 16. Ovo je jednostavniji i jeftiniji analog automobila s linearnim generatorom, ali s nižom učinkovitošću prijenosa.
   

   
   

   sl.16. Pneumatski pogon automobila.
   

   
   

   sl.17. Kontrola pogona na kotače.
   

   Inkrementalni enkoder se koristi kao senzor brzine kotača. Inkrementalni enkoder ima impulsni izlaz, kada se zakrene za određeni kut, na izlazu se generira impuls napona.Elektronski sklop senzora "broji" broj impulsa po jedinici vremena, te taj kod upisuje u izlazni registar . Kada upravljački sustav "hrani" kod (adresu) ovog senzora, elektronički sklop enkodera, u serijskom obliku, šalje kod iz izlaznog registra u informacijski vodič. Upravljački sustav čita senzorski kod (informacije o brzini kotača) i, prema zadanom algoritmu, generira kod za upravljanje koračnim motorom aktuatora.
   

   Zaključak
   

   Cijena vozila, za većinu ljudi, iznosi 20-50 mjesečnih zarada. Ljudi si ne mogu priuštiti kupnju novi auto za 8...12 tisuća dolara, a na tržištu nema automobila u cjenovnom rangu od 1...2 tisuće dolara. Korištenje linearnog električnog generatora ili kompresora kao pogonske jedinice automobila omogućuje stvaranje lakog za rukovanje i jeftinog vozila.
   

   Suvremene tehnologije za proizvodnju tiskanih ploča, te niz proizvedenih elektroničkih proizvoda, omogućuju izvođenje gotovo svih električnih spojeva pomoću dvije žice – energetske i informacijske. Odnosno, nemojte instalirati priključak svakog pojedinog električnog uređaja: senzora, aktuatora i signalnih uređaja, već svaki uređaj spojite na zajedničku strujnu i zajedničku informacijsku žicu. Upravljački sustav zauzvrat prikazuje kodove (adrese) uređaja, u serijskom kodu, na podatkovnoj žici, nakon čega očekuje informaciju o stanju uređaja, također u serijskom kodu, i na istoj liniji . Na temelju tih signala upravljački sustav generira upravljačke kodove za aktivirajuće i signalne uređaje te ih prenosi za prijenos pogonskih ili signalnih uređaja u novo stanje (ako je potrebno). Dakle, tijekom instalacije ili popravka, svaki uređaj mora biti spojen na dvije žice (te dvije žice su zajedničke za sve električne uređaje u vozilu) i električnu masu.
   

   Kako bi se smanjili trošak i, sukladno tome, cijena proizvoda za potrošača,
   

   Pojednostavite instalaciju i električne priključke instrumenti na brodu. Na primjer, u tradicionalnoj instalaciji, za uključivanje straga bočno svjetlo, potrebno je zatvoriti, pomoću prekidača, strujni krug rasvjetnog uređaja. Krug se sastoji od: izvora električne energije, spojne žice, relativno snažnog prekidača, električnog opterećenja. Svaki element kruga, osim izvora napajanja, zahtijeva individualnu instalaciju, jeftin mehanički prekidač, ima mali broj ciklusa "uključeno-isključeno". S velikim brojem ugrađenih električnih uređaja, trošak instalacije i spajanja žica raste proporcionalno broju uređaja, a povećava se i vjerojatnost pogreške zbog ljudskog faktora. Za proizvodnju velikih količina lakše upravljanje uređaja i očitavanje informacija sa senzora treba obaviti u jednom redu, a ne pojedinačno, za svaki uređaj. Na primjer, da biste uključili stražnje svjetlo, u ovom slučaju morate dodirnuti senzor dodira, upravljački krug će generirati kontrolni kod za uključivanje stražnjeg svjetla. Adresa uređaja za uključivanje stražnjeg pozicijskog svjetla i signal za uključivanje bit će odaslani na podatkovnu žicu, nakon čega će se zatvoriti unutarnji strujni krug stražnjeg pozicijskog svjetla. Odnosno, električni sklopovi se formiraju na složen način: automatski tijekom proizvodnje tiskanih ploča (primjerice, pri montaži ploča na SMD vodove), te električnim povezivanjem svih uređaja s dvije zajedničke žice i električnom "masom".
   

   Bibliografija
   

   1. Priručnik za fiziku: Kuchling H. Trans. s njim. 2. izd. - M.: Mir, 1985. - 520 str., ilustr.
   2. Plinska turbina u željezničkom prometu Bartosh E. T. Izdavačka kuća "Transport", 1972., str. 1-144.
   3. Izrada - Haskin A. M. 4 - e ur., Perrerab. I ekstra. –.: Vishashk. Glavna nakladnička kuća, 1985. - 447 str.
   4. Triacs i njihova primjena u kućnoj električnoj opremi, Yu. A. Evseev, S. S. Krylov. 1990.
   5. Mjesečni reklamno-informativni časopis "Elektrotehničko tržište" broj 5 (23) rujan-listopad 2008.
   6. Projektiranje motora autotraktora. R. A. Zeinetdinov, Dyakov I. F., S. V. Yarygin. Vodič. Uljanovsk: UlGTU, 2004.- 168 str.
   7. Osnove tehnologije pretvaranja: udžbenik za sveučilišta / O. Z. Popkov. 2. izd., stereo. – M.: Izdavačka kuća MPEI, 2007. 200 str.: ilustr.
   8. Osnove industrijske elektronike: Udžbenik za neelektrotehničku. specijalista. sveučilišta /V.G. Gerasimov, O M. Knyazkov, A E. Krasnopolsky, V.V. Suhorukov; izd. V G. Gerasimov. - 3. izd., prerađeno. i dodatni - M .: Više. škola, 2006. - 336 str., ilustr.
   9. Motori s unutarnjim izgaranjem. Teorija i proračun radnih procesa. 4. izd., prerađeno i dopunjeno. Pod općim uredništvom A.S. Orlin i M.G. Kruglov. M.: Mashinostroenie. 1984.
   10. Elektrotehnika i elektronika u 3 knjige. Ed. V G. Gerasimov knjiga 2. Elektromagnetski uređaji i električni strojevi. - M .: Viša škola. – 2007
   11. Teorijske osnove elektrotehnike. Udžbenik za sveučilišta. U tri sveska. Ed. K.M. Polivanova. T.1. K.M. Polivanov. Linearni električni krugovi s pauširanim konstantama. M.: Energija, 1972. -240s.

Izum se odnosi na elektrotehniku ​​i može se koristiti u pumpnim instalacijama bez šipke i podzemnim instalacijama za proizvodnju ležišnih fluida iz srednjih i velikih dubina, uglavnom u proizvodnji nafte. Cilindrični linearni asinkroni motor sadrži cilindrični induktor s polifaznim namotom, izrađen s mogućnošću aksijalnog pomicanja i montiran unutar čeličnog sekundarnog elementa. Čelični sekundarni element je kućište elektromotora, čija unutarnja površina ima visoko vodljiv premaz u obliku bakrenog sloja. Cilindrični induktor je izrađen od nekoliko modula odabranih od faznih svitaka i međusobno povezanih fleksibilnom vezom. Broj induktorskih modula je višekratnik broja faza namota. Tijekom prijelaza s jednog modula na drugi, zavojnice faza se slažu s naizmjeničnom promjenom položaja pojedinih faza. S promjerom motora od 117 mm, duljinom induktora od 1400 mm, frekvencijom struje induktora od 16 Hz, elektromotor razvija snagu do 1000 N i snagu od 1,2 kW s prirodnim hlađenjem i do 1800 N s uljem . Tehnički rezultat sastoji se u povećanju vučne sile i snage po jedinici duljine motora u uvjetima ograničenog promjera kućišta. 4 ill.

Crteži prema RF patentu 2266607

Izum se odnosi na konstrukcije potopnih cilindričnih linearnih indukcijski motori(CLAD) koristi se u pumpnim instalacijama bez šipke i bušotinskim instalacijama za proizvodnju ležišnih tekućina iz srednjih i velikih dubina, uglavnom u proizvodnji nafte.

Najčešći način vađenja nafte je dizanje nafte iz bušotina pomoću klipnih pumpi koje kontroliraju pumpne jedinice.

Uz očite nedostatke svojstvene takvim instalacijama (velike dimenzije i težina crpnih jedinica i šipki; trošenje cijevi i šipki), značajan nedostatak je i mala sposobnost kontrole brzine klipa, a time i performansi šipke. crpne jedinice, nemogućnost rada u nagnutim bunarima.

Mogućnost reguliranja ovih karakteristika omogućila bi uzimanje u obzir prirodnih promjena u protoku bušotine tijekom njenog rada i smanjila broj standardnih veličina crpnih jedinica koje se koriste za različite bušotine.

Poznata tehnička rješenja za izradu instalacija za dubinsko pumpanje bez šipke. Jedna od njih je korištenje pumpi za duboke bušotine s klipom koje pokreću linearni asinkroni motori.

Poznati dizajn TsLAD, montiran u cijevi iznad klipne pumpe (Izhelya G.I. i drugi "Linearni indukcijski motori", Kijev, Tehnika, 1975, str. 135) /1/. Poznati motor ima kućište, u njemu postavljenu fiksnu prigušnicu i pomični sekundarni element koji se nalazi unutar induktora i djeluje kroz potisak na klip pumpe.

Vučna sila na pomičnom sekundarnom elementu pojavljuje se zbog interakcije struja induciranih u njemu s tekućim magnetskim poljem linearne induktora, stvorenim višefaznim namotima spojenim na izvor napajanja.

Takav elektromotor se koristi u crpnim jedinicama bez šipke (AS SSSR br. 491793, publ. 1975.) /2/ i (AS SSSR br. 538153, ob. 1976.) /3/.

Međutim, uvjeti rada potopnih klipnih crpki i linearnih asinkronih motora u bušotini nameću ograničenja u izboru dizajna i dimenzija elektromotora. Prepoznatljiva značajka potopni TsLAD je ograničenje promjera motora, posebno ne prelazi promjer cijevi.

Za takve uvjete poznati elektromotori imaju relativno niske tehničke i ekonomske pokazatelje:

učinkovitosti i cos su inferiorni u odnosu na one tradicionalnih asinkronih motora;

Razvijen specifično za CLAD mehanička snaga i vučni napor (po jedinici duljine motora) relativno su mali. Duljina motora postavljenog u bušotinu ograničena je duljinom cijevi (ne više od 10-12 m). Kada je duljina motora ograničena, teško je postići pritisak potreban za podizanje tekućine. Nešto povećanje vuče i snage moguće je samo povećanjem elektromagnetskog opterećenja motora, što dovodi do smanjenja učinkovitosti. te razina pouzdanosti motora zbog povećanog toplinskog opterećenja.

Ovi nedostaci se mogu otkloniti ako se izvede "obrnuti" krug "induktor-sekundarni element", drugim riječima, unutar sekundarnog elementa se postavi induktor s namotima.

Ova inačica linearnog motora je poznata ("Indukcijski motori s otvorenim magnetskim krugom". Informelectro, M., 1974, str. 16-17) /4/ i može se uzeti kao najbliže traženom rješenju.

Poznati linearni motor sadrži cilindrični induktor s namotom postavljenim unutar sekundarnog elementa, čija unutarnja površina ima visoko vodljivu prevlaku.

Ovaj dizajn induktora u odnosu na sekundarni element stvoren je kako bi se olakšalo namotavanje i ugradnja zavojnica i nije korišten kao pogon za potopne pumpe koje rade u bušotinama, već za površinsku upotrebu, t.j. bez strogih ograničenja u pogledu dimenzija kućišta motora.

Cilj ovog izuma je razviti dizajn cilindričnog linearnog asinkronog motora za pogon potopljenih klipnih pumpi, koji pod uvjetima ograničenja promjera kućišta motora ima povećane specifične pokazatelje: vučni napor i snagu po jedinici duljine motora, istovremeno osiguravajući potrebnu razinu pouzdanosti i zadanu potrošnju energije.

Da bi se riješio ovaj problem, cilindrični linearni asinhroni motor za pogon potopnih klipnih pumpi sadrži cilindrični induktor s namotom koji je ugrađen unutar sekundarnog elementa, čija je unutarnja površina presvučena visokovodljivom prevlakom, dok je induktor s namotima aksijalno pomičan i ugrađen unutar cjevasto kućište elektromotora, debljina čelika čije su stijenke najmanje 6 mm, a unutarnja površina tijela prekrivena je slojem bakra debljine najmanje 0,5 mm.

Uzimajući u obzir hrapavost površine bušotina i, kao rezultat, moguće savijanje kućišta motora, induktor motora treba biti izrađen od nekoliko modula međusobno povezanih fleksibilnom vezom.

Istodobno, za izjednačavanje struja u fazama namota motora, broj modula je odabran tako da bude višekratnik broja faza, a pri prelasku s jednog modula na drugi, zavojnice se slažu s naizmjeničnom promjenom na mjestu pojedinih faza.

Bit izuma je kako slijedi.

Korištenje čeličnog kućišta motora kao sekundarnog elementa omogućuje najučinkovitije korištenje ograničenog prostora bušotine. Maksimalne dostižne vrijednosti snage i napora motora ovise o najvećim dopuštenim elektromagnetskim opterećenjima (gustoća struje, indukcija magnetskog polja) i volumenu aktivnih elemenata (magnetski krug, namot, sekundarni element). Kombinacija strukturnog strukturnog elementa - kućišta motora s aktivnim sekundarnim elementom omogućuje povećanje količine aktivnih materijala motora.

Povećanje aktivne površine motora omogućuje povećanje vučne sile i snage motora po jedinici njegove duljine.

Povećanje aktivnog volumena motora omogućuje smanjenje elektromagnetskih opterećenja koja određuju toplinsko stanje motora, o čemu ovisi razina pouzdanosti.

Istovremeno, dobivanje potrebnih vrijednosti vučne sile i snage motora po jedinici njegove duljine, uz osiguravanje potrebne razine pouzdanosti i zadane potrošnje energije (faktor učinkovitosti i cos) u uvjetima ograničenja promjera kućište motora, postiže se optimalnim odabirom debljine čelične stijenke kućišta motora, kao i debljine visokovodljivog premaza njegove aktivne zone - unutarnje površine kućišta.

Uzimajući u obzir nazivnu brzinu kretanja radnih dijelova klipne pumpe, brzinu putujućeg magnetskog polja pokretnog induktora koja joj optimalno odgovara, moguće tehnološke poteškoće u izradi namota, prihvatljive vrijednosti ​​podjela polova (najmanje 0,06-0,10 m) i frekvencije struje induktora (ne više od 20 Hz), parametri za debljinu čelične stijenke sekundarnog elementa i bakrene prevlake biraju se na navedeni način. . Ovi parametri omogućuju, u uvjetima ograničenja promjera motora, smanjenje gubitaka snage (i, posljedično, povećanje učinkovitosti) eliminiranjem rasta struje magnetiziranja i smanjenjem curenja magnetskog toka.

Novi tehnički rezultat postignut izumom sastoji se u korištenju invertirane sheme "induktor-sekundarni element" za najučinkovitije korištenje ograničenog prostora bušotine pri stvaranju cilindričnog linearnog asinkronog motora s karakteristikama koje omogućuju njegovu upotrebu kao pogon za potopljene pumpe.

Navedeni motor ilustriran je crtežima, gdje je prikazana slika 1 opći oblik motor s modularnim dizajnom induktora, slika 2 je ista, presjek duž a-a, slika 3 prikazuje odvojeni modul, slika 4 je isti, presjek duž B-B.

Motor sadrži kućište 1 - čeličnu cijev promjera 117 mm, debljine stijenke 6 mm. Unutarnja površina cijevi 2 prekrivena je bakrom sa slojem od 0,5 mm. Unutar čelične cijevi 1, uz pomoć centrirnih čahure 3 s protutrljajućim brtvama 4 i cijevi 5, montiran je pokretni induktor koji se sastoji od modula 6 međusobno povezanih fleksibilnim spojem.

Svaki od modula induktora (slika 3) sastoji se od zasebnih zavojnica 7, koji se izmjenjuju s prstenastim zupcima 8, koji imaju radijalni utor 9, i postavljeni su na magnetski krug 10.

Fleksibilni spoj sastoji se od gornjih 11 i donjih 12 obruča, pomično postavljenih uz pomoć utora na izbočinama susjednih čahure za centriranje.

Strujni kabeli 13 pričvršćeni su na gornju ravninu stezaljke 11. Kako bi se izjednačile struje u fazama prigušnice, broj modula je odabran tako da bude višekratnik broja faza, a pri pomicanju od jedne modula na drugi, zavojnice pojedinih faza naizmjenično mijenjaju mjesta. Ukupan broj induktorskih modula, a time i duljina motora, odabire se ovisno o potrebnom vučnom naporu.

Elektromotor može biti opremljen šipkom 14 za spajanje na potopnu klipnu pumpu i šipkom 15 za spajanje na napajanje. Dok su šipke 14 i 15 spojene na induktor fleksibilnom vezom 16 kako bi se spriječio prijenos momenta savijanja s potopne pumpe i dovod struje na induktor.

Elektromotor je testiran na stolu i radi na sljedeći način. Kada se potopljeni motor napaja strujom iz frekventnog pretvarača koji se nalazi na površini zemlje, u višefaznom namotu motora pojavljuju se struje, stvarajući putujuće magnetsko polje. Ovo magnetsko polje inducira sekundarne struje i u visoko vodljivom (bakrenom) sloju sekundarnog elementa i u čeličnom kućištu motora.

Interakcija ovih struja s magnetskim poljem dovodi do stvaranja vučne sile, pod čijim se djelovanjem pomiče pomični induktor koji djeluje kroz vuču na klip pumpe. Na kraju vožnje pokretnog dijela, na naredbu senzora, motor se mijenja zbog promjene slijeda faza napona napajanja. Zatim se ciklus ponavlja.

S promjerom motora od 117 mm, duljinom induktora od 1400 mm, frekvencijom struje induktora od 16 Hz, elektromotor razvija snagu do 1000 N i snagu od 1,2 kW s prirodnim hlađenjem i do 1800 N s uljem .

Dakle, navedeni motor ima prihvatljive tehničke i ekonomske karakteristike za njegovu upotrebu u kombinaciji s potopnom klipnom pumpom za proizvodnju formacijskih fluida iz srednjih i velikih dubina.

ZAHTJEV

Cilindrični linearni asinkroni motor za pogon potopnih klipnih pumpi, koji sadrži cilindrični induktor s polifaznim namotom, izrađen s mogućnošću aksijalnog pomicanja i montiran unutar čeličnog sekundarnog elementa, čelični sekundarni element je kućište elektromotora, čija unutarnja površina ima visokovodljivi premaz u obliku bakrenog sloja, naznačen time što je cilindrični induktor izrađen od nekoliko modula, sastavljenih od faznih zavojnica i međusobno povezanih fleksibilnom vezom, broj modula cilindričnog induktora je višekratnik broja faza namota, a pri prelasku s jednog modula na drugi, fazni svici se slažu s naizmjeničnom promjenom položaja pojedinih faza.

Kao rukopis

Bazhenov Vladimir Arkadijevič

Cilindrični linearni asinkroni motor u visokom pogonunaponske sklopke

Specijalnost 05.20.02 - elektrotehnike i elektro oprema u

disertacije za diplomu

kandidat tehničkih znanosti

Iževsk 2012

Rad je izveden u saveznoj državnoj proračunskoj obrazovnoj ustanovi visokog stručnog obrazovanja "Izhevska državna poljoprivredna akademija" (FGBOU VPO Izhevsk State Agricultural Academy)

Znanstveni savjetnik: kandidat tehničkih znanosti, izvanredni profesor

Vladikin Ivan Revovič

Službeni protivnici: Vorobjov Viktor Andrejevič

doktor tehničkih znanosti, prof

FGBOU VPO MGAU

ih. V.P. Goryachkina

Bekmačev Aleksandar Egorovič

kandidat tehničkih znanosti,

voditelj projekta

CJSC "Radiant-Elcom"

Vodeća organizacija:

Federalni državni proračun obrazovna ustanova visoko stručno obrazovanje "Čuvaška državna poljoprivredna akademija" (FGOU VPO Čuvaška državna poljoprivredna akademija)

Obrana će se održati 28 » svibnja 2012. god 10 sati na sjednici disertacijskog vijeća KM 220.030.02 na Državnoj poljoprivrednoj akademiji Iževsk na adresi: 426069, Izhevsk, ul. Student, 11, soba. 2.

Disertacija se nalazi u biblioteci Državne poljoprivredne akademije FGBOU VPO Iževsk.

Objavljeno na web stranici: www.izhgsha/ru

znanstveni tajnik

disertacijsko vijeće N.Yu. Litvinjuk

OPĆI OPIS RADA

Relevantnost teme. Prelaskom poljoprivredne proizvodnje na industrijsku osnovu, zahtjevi za razinom pouzdanosti opskrbe električnom energijom značajno su povećani.

Ciljani sveobuhvatni program za poboljšanje pouzdanosti napajanja poljoprivrednih potrošača /TsKP PN/ predviđa široko uvođenje opreme za automatizaciju ruralnih distribucijskih mreža od 0,4 ... 35 kV, kao jedne od učinkovite načine postizanje ovog cilja. Program uključuje, posebice, opremanje distribucijskih mreža suvremenom rasklopnom opremom i pogonskim uređajima za njih. Uz to, pretpostavlja se da će primarna sklopna oprema u pogonu imati široku primjenu.

U ruralnim mrežama najrasprostranjenije su uljne sklopke (VM) s opružnim i opružnim pogonima. Međutim, poznato je iz radnog iskustva da su VM pogoni jedan od najmanje pouzdanih elemenata sklopnih uređaja. Time se smanjuje učinkovitost složene automatizacije ruralnih električnih mreža. Na primjer, u studijama Sulimova M.I., Guseva V.S. uočeno je da 30 ... 35% slučajeva relejne zaštite i automatizacije (RPA) nije implementirano zbog nezadovoljavajućeg stanja pogona. Štoviše, do 85% kvarova otpada na VM 10 ... 35 kV s opružnim pogonima. Istraživači Zul N.M., Palyuga M.V., Anisimov Yu.V. napominjemo da se 59,3% kvarova automatskog ponovnog zatvaranja (AR) na temelju opružnih pogona događa zbog pomoćnih kontakata pogona i prekidača, 28,9% zbog mehanizama za uključivanje pogona i njegovo držanje u uključenom položaju. Nezadovoljavajuće stanje i potreba za modernizacijom i razvojem pouzdanih pogona zabilježeni su u radovima Gritsenko A.V., Tsvyak V.M., Makarova V.S., Olinichenko A.S.

Slika 1 - Analiza kvarova u elektropogonima VM 6…35 kV

Postoji pozitivna iskustva u korištenju pouzdanijih elektromagnetskih pogona istosmjerne i izmjenične struje za VM 10 kV na niskim trafostanicama u poljoprivredne svrhe. Solenoidni pogoni, kao što je navedeno u radu G.I. Melnichenka, povoljno se uspoređuju s drugim vrstama pogona svojom jednostavnošću dizajna. Međutim, budući da su pogoni izravnog djelovanja, troše puno energije i zahtijevaju ugradnju glomaznih baterija i punjač ili ispravljački uređaj s posebnim transformatorom snage 100 kVA. Zbog navedenog broja značajki, ovi pogoni nisu našli široku primjenu.

Analizirali smo prednosti i nedostatke raznih pogona za CM.

Nedostaci elektromagnetskih pogona istosmjerna struja: nemogućnost podešavanja brzine kretanja jezgre elektromagneta za zatvaranje, velika induktivnost namota elektromagneta, što povećava vrijeme uključivanja sklopke na 3..5 s, ovisnost vučne sile o položaju jezgre, što dovodi do potrebe za ručnim prebacivanjem, akumulatorska baterija ili ispravljačko postrojenje velike snage i njihovih velikih dimenzija i težine, koje zauzima do 70 m2 korisne površine itd.

Nedostaci AC elektromagnetskih pogona: velika potrošnja energije (do 100 ... 150 kVA), veliki presjek dovodnih žica, potreba za povećanjem snage pomoćnog transformatora u skladu s uvjetom dopuštenog pada napona, ovisnost o snaga na početnom položaju jezgre, nemogućnost podešavanja brzine kretanja itd.

Nedostaci asinkronog pogona ravnih linearnih asinkronih motora su: velike dimenzije i težina, početna struja do 170 A, ovisnost (drastično smanjena) vučne sile o zagrijavanju trkača, potreba za kvalitetnim podešavanjem zazora i složenost dizajna.

Gore navedeni nedostaci su odsutni kod cilindričnih linearnih asinkronih motora (CLAM) s obzirom na njihove konstrukcijske značajke i pokazatelje težine i veličine. Stoga predlažemo da ih se koristi kao energetski element u pogonima tipa PE-11 za uljne prekidače, koji su, prema podacima Zapadno-uralskog odjela Rostekhnadzora za Republiku Udmurt, trenutno u funkciji na ravnoteži poduzeća za opskrbu energijom tipa VMP-10 600 komada, tipa VMG-35 300 komada.

Na temelju navedenog, sljedeće svrha rada: povećanje učinkovitosti pogona visokonaponskih uljnih prekidača 6 ... 35 kV, koji rade na bazi CLAD-a, što omogućuje smanjenje štete od nedovoljne opskrbe električnom energijom.

Za postizanje ovog cilja postavljeni su sljedeći istraživački zadaci:

1. Provesti preglednu analizu postojećih dizajna pogona za visokonaponske prekidače 6 ... 35 kV.
2. Razviti matematički model CLA na temelju trodimenzionalnog modela za izračun karakteristika.
3. Odredite parametre najracionalnijeg tipa pogona na temelju teorijskih i eksperimentalnih studija.
4. Provesti eksperimentalne studije vučnih karakteristika prekidača 6 ... 35 kV kako bi se provjerila prikladnost predloženog modela postojećim standardima.
5. Razviti dizajn pogona uljnih prekidača 6 ... 35 kV na temelju TsLAD.
6. Izraditi studiju izvodljivosti o učinkovitosti korištenja središnje upravljačke sobe za pogone uljnih prekidača 6 ... 35 kV.

Predmet proučavanja je: cilindrična linearna asinkroni elektromotor(TSLAD) pogonskih uređaja za sklopke ruralnih distribucijskih mreža 6 ... 35 kV.

Predmet studija: studija vučnih karakteristika CLIM-a pri radu u uljnim prekidačima 6 ... 35 kV.

Metode istraživanja. Teorijska istraživanja provedena su korištenjem osnovnih zakona geometrije, trigonometrije, mehanike, diferencijalnog i integralnog računa. Prirodna istraživanja provedena su sklopkom VMP-10 uz korištenje tehničkih i mjernih alata. Eksperimentalni podaci obrađeni su pomoću programa Microsoft Excel.

Znanstvena novost djela.

1. Predložena je nova vrsta pogona za uljne prekidače, što omogućuje povećanje pouzdanosti njihovog rada za 2,4 puta.
2. Razvijena je tehnika za izračun karakteristika CLIM-a, koja, za razliku od prethodno predloženih, omogućuje uzimanje u obzir rubnih učinaka distribucije magnetskog polja.
3. Utvrđeni su glavni projektni parametri i načini rada pogona za prekidač VMP-10 koji smanjuju nedovoljnu opskrbu potrošača električnom energijom.

Praktična vrijednost rada utvrđeno sljedećim glavnim rezultatima:

1. Predložen je dizajn pogona prekidača VMP-10.
2. Razvijena je tehnika za proračun parametara cilindričnog linearnog asinkronog motora.
3. Razvijena je tehnika i program za proračun pogona koji omogućuju proračun pogona sklopki sličnih izvedbi.
4. Određeni su parametri predloženog pogona za VMP-10 i slično.
5. Razvijen je i ispitan laboratorijski uzorak pogona koji je omogućio smanjenje gubitaka zbog prekida napajanja.

Implementacija rezultata istraživanja.

Radovi su izvedeni u skladu s R&D planom FGBOU VPO CHIMESH, registarski broj 02900034856 "Razvoj pogona za visokonaponske prekidače 6 ... 35 kV". Rezultati rada i preporuke su prihvaćeni i korišteni u Proizvodnoj udruzi "Bashkirenergo" S-VES (primljen je akt o provedbi).

Rad se temelji na generalizaciji rezultata studija provedenih samostalno iu suradnji sa znanstvenicima s Čeljabinskog državnog poljoprivrednog sveučilišta (Čeljabinsk), Ureda za posebne projektne tehnologije Prodmash (Izhevsk) i Državne poljoprivredne akademije Iževsk.

Odbranjene su sljedeće odredbe:

1. Vrsta pogona uljnog prekidača na bazi CLAD.
2. Matematički model za proračun karakteristika CLIM-a, kao i vučne sile, ovisno o izvedbi utora.
3. Metodologija i program za proračun pogona za prekidače tipa VMG, VMP s naponom od 10 ... 35 kV.
4. Rezultati studija predloženog dizajna pogona uljnog prekidača temeljenog na CLAD-u.

Provjera rezultata istraživanja. O glavnim odredbama rada izvještavano je i raspravljano na sljedećim znanstvenim i praktičnim konferencijama: XXXIII znanstveni skup posvećen 50. obljetnici Instituta, Sverdlovsk (1990.); međunarodni znanstveno-praktični skup "Problemi energetskog razvoja u uvjetima industrijskih transformacija" (Izhevsk, FGBOU VPO Iževska državna poljoprivredna akademija 2003.); Regionalna znanstveno-metodološka konferencija (Izhevsk, Državna poljoprivredna akademija Iževsk, 2004.); Aktualni problemi mehanizacije Poljoprivreda: materijali jubilarne znanstveno-praktične konferencije "Visoko agroinženjersko obrazovanje u Udmurtiji - 50 godina." (Izhevsk, 2005.), na godišnjim znanstvenim i tehničkim konferencijama nastavnika i osoblja Državne poljoprivredne akademije Iževsk.

Publikacije na temu disertacije. Rezultati teorijskih i eksperimentalnih studija ogledaju se u 8 tiskanih radova i to: u jednom članku objavljenom u časopisu koji je preporučila VKS, dva deponirana izvješća.

Struktura i djelokrug rada. Disertacija se sastoji od uvoda, pet poglavlja, opći zaključci i dodaci, koji se nalaze na 138 stranica glavnog teksta, sadrži 82 slike, 23 tablice i popise literature iz 103 naslova i 4 dodatka.

U uvodu se obrazlaže relevantnost rada, razmatra stanje problematike, svrha i ciljevi istraživanja te se formuliraju glavne odredbe podnesene na obranu.

U prvom poglavlju provedena je analiza izvedbe sklopnih pogona.

Instalirano:

Glavna prednost kombiniranja pogona s CLAD-om;

Potreba za daljnjim istraživanjem;

Ciljevi i zadaci disertacije.

U drugom poglavlju razmatraju se metode za izračun CLAD-a.

Na temelju analize širenja magnetskog polja odabran je trodimenzionalni model.

Namot CLIM-a u općem slučaju sastoji se od pojedinačnih zavojnica spojenih serijski u trofazni krug.

Razmatra se CLA s jednoslojnim namotom i simetričnim rasporedom sekundarnog elementa u razmaku u odnosu na jezgru induktora. Matematički model takvog LIM-a prikazan je na sl.2.

Napravljene su sljedeće pretpostavke:

1. Struja namota položena na dužinu 2p, koncentriran je u beskonačno tankim strujnim slojevima smještenim na feromagnetskim površinama induktora i stvara čisto sinusoidni putujući val. Amplituda je povezana poznatim odnosom s linearnom gustoćom struje i strujnim opterećenjem

, (1)

- stup;

m je broj faza;

W je broj zavoja u fazi;

I - efektivna trenutna vrijednost;

P je broj parova polova;

J je gustoća struje;

Cob1 - koeficijent namota osnovnog harmonika.

2. Primarno polje u području čeonih dijelova aproksimira se eksponencijalnom funkcijom

(2)

O pouzdanosti takve aproksimacije stvarnoj slici polja svjedoče dosadašnje studije, kao i eksperimenti na LIM modelu. Moguća je zamjena L=2 s.

3. Početak fiksnog koordinatnog sustava x, y, z nalazi se na početku namotanog dijela ulaznog ruba induktora (slika 2).

Uz prihvaćenu formulaciju problema, n.s. namoti se mogu predstaviti kao dvostruki Fourierov niz:

Kob - koeficijent namota;

L je širina reaktivne sabirnice;

Ukupna duljina induktora;

– posmični kut;

z = 0,5L - a - zona promjene indukcije;

n je red harmonika duž poprečne osi;

je red harmonika duž uzdužne osi;

Pronalazimo rješenje za vektorski magnetski potencijal struja. U području zračnog raspora, A zadovoljava sljedeće jednadžbe:

Za SE jednadžbu 2, jednadžbe imaju oblik:

(5)

Jednadžbe (4) i (5) rješavaju se metodom razdvajanja varijabli. Da bismo pojednostavili problem, dajemo samo izraz za normalnu komponentu indukcije u procjepu:

Slika 2 - Proračun matematičkog modela LIM bez uzimanja u obzir

raspodjela namota

(6)

Ukupna elektromagnetska snaga Sem, prenošena od primarne do jaza i SE, može se naći kao protok normalne Sy komponente Poyntingovog vektora kroz površinu y =

(7)

gdje REm= ReSEm- aktivna komponenta, uzimajući u obzir mehaničku snagu P2 i gubitke u SE;

PEm= jamSEm- reaktivna komponenta, uzima u obzir glavni magnetski tok i raspršenje u procjepu;

IZ- složeni, konjugacije s IZ2 .

Vučna sila Fx i normalna sila Fna za LIM se određuje na temelju Maxwellovog tenzora naprezanja.

(8)

(9)

Za izračunavanje cilindričnog LIM-a treba postaviti L = 2c, broj harmonika duž poprečne osi n = 0, tj. zapravo, rješenje se pretvara u dvodimenzionalno, duž X-Y koordinata. Osim toga, ova tehnika omogućuje da se ispravno uzme u obzir prisutnost masivnog čeličnog rotora, što je njegova prednost.

Postupak za izračunavanje karakteristika pri konstantnoj vrijednosti struje u namotu:

1. Vučna sila Fx(S) izračunata je pomoću formule (8);
2. mehanička snaga

R2 (S)=Fx(S) ·= Fx(S) 21 (1 – S); (10)

1. Elektromagnetska snaga SEm(S) = PEm(S) + jQEm(S) izračunato je prema izrazu, formula (7)
2. Gubitak bakra induktora

Rel.1= mI2 rf (11)

gdje rf- aktivni otpor faznog namota;

1. učinkovitosti bez uzimanja u obzir gubitaka u čeliku jezgre

(12)

1. Faktor snage

(13)

gdje je, modul impedancije serijskog ekvivalentnog kruga (slika 2).

(14)

- induktivna reaktancija propuštanja primarnog namota.

Tako je dobiven algoritam za proračun statičkih karakteristika LIM-a s kratkospojenim sekundarnim elementom, koji omogućuje uzimanje u obzir svojstava aktivnih dijelova konstrukcije na svakoj zubnoj podjeli.

Razvijeni matematički model omogućuje:

• Primijeniti matematički aparat za proračun cilindričnog linearnog asinhronog motora, njegove statičke karakteristike na temelju detaljnih ekvivalentnih krugova za električne primarne i sekundarne i magnetske krugove.
• Procijeniti utjecaj različitih parametara i konstrukcija sekundarnog elementa na vučne i energetske karakteristike cilindričnog linearnog asinkronog motora.
• Rezultati proračuna omogućuju da se u prvoj aproksimaciji odrede optimalni osnovni tehnički i ekonomski podaci pri projektiranju cilindričnih linearnih asinhronih motora.

U trećem poglavlju "Računalno-teorijska istraživanja" rezultati numeričkih proračuna utjecaja različitih parametara i geometrijske dimenzije o energetskoj i vučnoj učinkovitosti CLAD-a koristeći ranije opisani matematički model.

Induktor TsLAD sastoji se od pojedinačnih podložaka smještenih u feromagnetskom cilindru. Geometrijske dimenzije induktorskih podložaka, uzete u proračunu, prikazane su na sl. 3. Broj podloški i duljina feromagnetskog cilindra određuju se brojem polova i brojem utora po polu i fazom namota CLIM induktora.

Parametri induktora (geometrija zupčastog sloja, broj polova, podjela polova, duljina i širina) uzeti su kao nezavisne varijable, parametri sekundarne strukture su vrsta namota, električna vodljivost G2 = 2 d2, kao i kao parametri obrnutog magnetskog kruga. Rezultati istraživanja prikazani su u obliku grafikona.

Slika 3 - Induktorski uređaj

1-Sekundarni element; 2-matica; 3-brtvena podloška; 4- zavojnica;

5-kućište motora; 6-namotaja, 7-perilica.

Za pogon prekidača koji se razvija, nedvosmisleno je definirano sljedeće:

1. Način rada, koji se može okarakterizirati kao "start". Vrijeme rada je manje od sekunde (tv = 0,07 s), može doći do ponovljenih pokretanja, ali čak ni u tom slučaju ukupno vrijeme rada ne prelazi sekundu. Posljedično, elektromagnetska opterećenja su linearno strujno opterećenje, gustoća struje u namotima može se uzeti znatno veća od onih prihvaćenih za električne strojeve u stacionarnom stanju: A = (25 ... 50) 103 A / m; J = (4…7) A/mm2. Stoga se toplinsko stanje stroja može zanemariti.
2. Napon napajanja statorskog namota U1 = 380 V.
3. Potrebna vučna sila Fx 1500 N. Istodobno, promjena napora tijekom rada treba biti minimalna.
4. Stroga ograničenja dimenzija: duljina Ls 400 mm; vanjski promjer statora D = 40…100 mm.
5. Energetski pokazatelji (, cos) nisu bitni.

Stoga se istraživački zadatak može formulirati na sljedeći način: za zadane dimenzije odrediti elektromagnetska opterećenja, vrijednost projektnih parametara LIM-a, osiguravajući potrebnu vučnu silu u intervalu 0,3 S 1 .

Na temelju formiranog istraživačkog zadatka, glavni pokazatelj LIM-a je vučna sila u intervalu klizanja 0,3 S 1 . U ovom slučaju, vučna sila uvelike ovisi o projektnim parametrima (broj polova 2p, zračni raspor , nemagnetna debljina cilindra d2 i njegovu električnu vodljivost 2 , električna provodljivost 3 i magnetska permeabilnost 3 čelične šipke koja djeluje kao obrnuti magnetski krug). Za određene vrijednosti ovih parametara, vučna sila će biti nedvosmisleno određena linearnim strujnim opterećenjem induktora, što je, zauzvrat, na U = konst ovisi o rasporedu zubnog sloja: broju utora po polu i fazi q, broj zavoja u svitku Wdo i paralelne grane a.

Dakle, sila potiska LIM-a predstavljena je funkcionalnom ovisnošću

Fx= f(2r,, , d2 , 2 , 3 , 3 , q, Wk, A, a) (16)

Očito, neki od ovih parametara imaju samo diskretne vrijednosti ( 2p,, q, Wk, a) i broj ovih vrijednosti je beznačajan. Na primjer, može se uzeti u obzir samo broj polova 2p=4 ili 2p=6; dakle vrlo specifične podjele polova = 400/4 = 100 mm i 400/6 = 66,6 mm; q = 1 ili 2; a = 1, 2 ili 3 i 4.

S povećanjem broja polova, početna vuča značajno opada. Pad vučnog napora povezan je sa smanjenjem podjele polova i magnetske indukcije u zračnom rasporu B. Stoga je optimalno 2p=4(slika 4).

Slika 4 - Vučna karakteristika CLAD-a ovisno o broju polova

Promjena zračnog raspora nema smisla, on bi trebao biti minimalan prema uvjetima rada. U našoj verziji = 1 mm. Međutim, na sl. Slika 5 prikazuje ovisnost vučne sile o zračnom rasporu. Oni jasno pokazuju pad snage s povećanjem klirensa.

Slika 5 Vučna karakteristika CLA pri različitim vrijednostima zračnog raspora ( =1,5 mm i=2,0 mm)

Istodobno se povećava radna struja ja i smanjene razine energije. Relativno slobodno varira samo električna vodljivost 2 , 3 i magnetska permeabilnost 3 VE.

Promjena električne vodljivosti čeličnog cilindra 3 (slika 6) vučna sila CLAD-a ima neznatnu vrijednost do 5%.

Slika 6

električna vodljivost čeličnog cilindra

Promjena magnetske permeabilnosti 3 čeličnog cilindra (slika 7) ne donosi značajnije promjene vučne sile Fh=f(S). Kod radnog klizanja S=0,3 vučne karakteristike su iste. Polazna vučna sila varira unutar 3…4%. Stoga, s obzirom na neznatan utjecaj 3 I 3 na vučnu silu CLA, čelični cilindar može biti izrađen od magnetski mekog čelika.

Slika 7 Vučna karakteristika CLA pri različitim vrijednostima xmagnetska permeabilnost (3 =1000 0 I 3 =500 0 ) čelični cilindar

Iz analize grafičkih ovisnosti (Sl. 5, Sl. 6, Sl. 7) slijedi zaključak: promjene u vodljivosti čeličnog cilindra i magnetske permeabilnosti, ograničavajući nemagnetski jaz, nemoguće je postići konstantnu vučna sila Fx zbog njihovog malog utjecaja.

Slika 8 Vučna karakteristika CLA pri različitim vrijednostima

električna vodljivost SE

Parametar s kojim možete postići konstantan vučni napor Fx= f(2r,, , d2 , 2 , 3 , 3 , q, Wk, A, a) TSLAD, je električna vodljivost 2 sekundarnog elementa. Na slici 8 prikazane su optimalne ekstremne varijante vodljivosti. Eksperimenti provedeni na eksperimentalnoj postavci omogućili su određivanje najprikladnije specifične vodljivosti unutar =0,8 107 …1,2 107 cm/m.

Slike 9…11 prikazuju ovisnosti F, Ipri različitim vrijednostima broja zavoja u zavojnici zavojnice CLIM induktora sa oklopljenim sekundarnim elementom ( d2 =1 mm; =1 mm).

Slika 9 Ovisnost I=f(S) za različite vrijednosti broja

okreće se u zavojnici

Slika 10. Ovisnost cos=f(S) Slika 11. Ovisnost= f(S)

Grafičke ovisnosti energetskih pokazatelja o broju zavoja u posudama su iste. To sugerira da promjena broja zavoja u zavojnici ne dovodi do značajne promjene ovih pokazatelja. To je razlog nedostatka pažnje prema njima.

Povećanje vučne sile (slika 12) kako se broj zavoja u zavojnici smanjuje, objašnjava se činjenicom da se poprečni presjek žice povećava pri konstantnim vrijednostima geometrijskih dimenzija i faktora punjenja utora induktora bakrom i neznatna promjena u vrijednosti gustoće struje. Motor u pogonima prekidača radi u startnom načinu manje od jedne sekunde. Stoga je za pogon mehanizama s velikom početnom vučnom silom i kratkotrajnim načinom rada učinkovitije koristiti CLA s malim brojem zavoja i velikim poprečnim presjekom žice zavojnice induktorskog namota.

Slika 12. Vučna karakteristika CLIM-a za različite vrijednosti broja

zavoji zavojnice statora

Međutim, uz često uključivanje takvih mehanizama, potrebno je imati rezervu grijanja motora.

Dakle, na temelju rezultata numeričkog eksperimenta korištenjem navedene metode proračuna, moguće je s dovoljnim stupnjem točnosti odrediti trend promjene električnih i vučnih pokazatelja za različite varijable CLIM-a. Glavni pokazatelj postojanosti vuče je električna vodljivost premaza sekundarnog elementa 2. Mijenjanjem unutar =0,8 107 …1,2 107 Cm / m, možete dobiti potrebnu vučnu karakteristiku.

Stoga je za konstantnost CLIM potiska dovoljno postaviti konstantne vrijednosti 2p,, , 3 , 3 , q, A, a. Tada se ovisnost (16) može transformirati u izraz

Fx= f(K2 , Wk) (17)

gdje K \u003d f (2p,, , d2 , 3 , 3 , q, A, a).

U četvrtom poglavlju opisana je metoda izvođenja eksperimenta proučavane metode pogona prekidača. Eksperimentalna ispitivanja karakteristika pogona provedena su na visokonaponskom prekidaču VMP-10 (slika 13).

Slika 13. Eksperimentalna postavka.

Također u ovom poglavlju utvrđuje se inercijski otpor prekidača, koji se provodi tehnikom prikazanom u grafsko-analitičkoj metodi, korištenjem kinematičkog dijagrama sklopka. Određene su karakteristike elastičnih elemenata. Istodobno, dizajn uljnog prekidača uključuje nekoliko elastičnih elemenata koji sprječavaju zatvaranje prekidača i omogućuju vam da akumulirate energiju za isključivanje prekidača:

1. Opruge za ubrzanje FPU;
2. Otpustite oprugu FNA;
3. Elastične sile koje stvaraju kontaktne opruge FKP.

Ukupni učinak opruga, koje se suprotstavljaju sili motora, može se opisati jednadžbom:

FOP(x)=FPU(x)+FNA(x)+FKP(X) (18)

Vlačna sila opruge općenito se opisuje jednadžbom:

FPU=kx+F0 , (19)

gdje k- koeficijent krutosti opruge;

F0 - sila prednaprezanja opruge.

Za 2 ubrzavajuće opruge, jednadžba (19) ima oblik (bez pretenzije):

FPU=2 kyx1 (20)

gdje ky- koeficijent krutosti opruge za ubrzanje.

Sila opruge otvaranja opisana je jednadžbom:

FNA=k0 x2 +F0 (21)

gdje k0 - krutost opruge za otvaranje;

x1 , X2 - kretanje;

F0 - sila zatezanja opruge za otvaranje.

Pretpostavlja se da je sila potrebna za svladavanje otpora kontaktnih opruga, zbog male promjene promjera utora, konstantna i jednaka

FKP(x)=FKP (22)

Uzimajući u obzir (20), (21), (22), jednadžba (18) dobiva oblik

FOP=kyx1 +k0 x2 +F0 +FKP (23)

Proučavanjem statičkih karakteristika uljnog prekidača određuju se elastične sile koje stvaraju opruge otvaranja, ubrzanja i kontakta.

FMornarica=f(U) (24)

Za proučavanje statičkih karakteristika sklopke stvorena je instalacija (slika 13). Izrađena je poluga s kružnim sektorom kako bi se eliminirala promjena duljine ruke pri promjeni kuta U pogonsko vratilo. Kao rezultat toga, kada se kut promijeni, rame primjene sile koje stvara vitlo 1 ostaje konstantno.

L=f()=konst (25)

Za određivanje koeficijenata krutosti opruge ky, k0 , istražene su sile otpora uključivanja prekidača iz svake opruge.

Istraživanje je provedeno sljedećim redoslijedom:

1. Proučavanje statičke karakteristike u prisutnosti svih opruga z1 , z2 , z3 ;
2. Proučavanje statičkih karakteristika u prisutnosti 2 opruge z1 I z3 (ubrzajuće opruge);
3. Istražiti statičke karakteristike u prisutnosti jedne opruge z2 (opruga za gašenje).
4. Istražiti statičke karakteristike u prisutnosti jedne opruge za ubrzanje z1 .
5. Istražite statičke karakteristike u prisutnosti 2 opruge z1 I z2 (opruge za ubrzanje i odvajanje).

Nadalje, u četvrtom poglavlju provodi se definicija elektrodinamičkih karakteristika. Kada struje kratkog spoja teku duž kruga prekidača, nastaju značajne elektrodinamičke sile koje ometaju uključivanje, značajno povećavaju opterećenje na pogonskom mehanizmu prekidača. Proveden je proračun elektrodinamičkih sila koji je proveden grafičko-analitičkom metodom.

Standardnom metodom određivan je i aerodinamički otpor zraka i hidrauličkog izolacijskog ulja.

Osim toga, određuju se prijenosne karakteristike prekidača, koje uključuju:

1. Kinematička karakteristika h=f(c);
2. Prijenosna karakteristika osovine prekidača v=f(1);
3. Prijenosna karakteristika poluge pomicanja 1=f(2);
4. Prijenosna karakteristika h=f(xT)

gdje je u - kut rotacije pogonske osovine;

1 - kut rotacije osovine prekidača;

2 - kut rotacije poluge pomicanja.

U petom poglavlju provedena je procjena tehničke i ekonomske učinkovitosti uporabe CLCM-a u pogonima uljnih prekidača, koja je pokazala da korištenje pogona uljnog prekidača na bazi CLCM-a omogućuje povećanje njihove pouzdanosti za 2,4 puta, smanjenje potrošnje električne energije za 3,75 puta, u usporedbi s korištenjem starih pogona. Očekivani godišnji ekonomski učinak od uvođenja CLAD-a u pogone uljnih prekidača iznosi 1063 rub./off. s rokom povrata kapitalnih ulaganja u manje od 2,5 godine. Korištenje TsLAD-a smanjit će nedovoljnu opskrbu električnom energijom ruralnih potrošača za 834 kWh po prekidaču u jednoj godini, što će dovesti do povećanja profitabilnosti tvrtki za opskrbu energijom, što će iznositi oko 2 milijuna rubalja za Republiku Udmurt.

ZAKLJUČCI

1. Utvrđena je optimalna vučna karakteristika pogona uljnih prekidača, koja omogućuje razvoj maksimalne vučne sile jednake 3150 N.
2. Predložen je matematički model cilindričnog linearnog asinhronog motora koji se temelji na trodimenzionalnom modelu koji omogućuje uzimanje u obzir rubnih učinaka raspodjele magnetskog polja.
3. Predložena je metoda zamjene elektromagnetskog pogona s pogonom s CLAD-om, što omogućuje povećanje pouzdanosti za faktor 2,7 i smanjenje štete od nedovoljne opskrbe električnom energijom od strane energetskih tvrtki za 2 milijuna rubalja.
4. Razvijen je fizički model pogona uljnih prekidača tipa VMP VMG za napon od 6 ... 35 kV, a njihov matematički opisi.
5. Razvijen je i proizveden pilot uzorak pogona koji omogućuje implementaciju potrebnih parametara prekidača: brzina zatvaranja 3,8 ... 4,2 m/s, isključivanje 3,5 m/s.
6. Prema rezultatima istraživanja, projektni zadatak i prebačen u Bashkirenergo za izradu radne projektne dokumentacije za reviziju niza niskouljnih prekidača tipa VMP i VMG.

Publikacije navedene u popisu VAK-a i s njima izjednačene:

1. Bazhenov, V.A. Poboljšanje pogona visokonaponskog prekidača. / V.A. Bazhenov, I.R. Vladikin, A.P. Kolomiets//Elektronički znanstveni i inovativni časopis "Inženjerski bilten Dona" [Elektronički izvor]. - №1, 2012 str. 2-3. – Način pristupa: http://www.ivdon.ru.

Ostala izdanja:

1. Pyastolov, A.A. Razvoj pogona za visokonaponske prekidače 6…35 kV. /A.A. Pyastolov, I.N. Ramazanov, R.F. Yunusov, V.A. Bazhenov // Izvješće o istraživačkom radu (čl. br. GR 018600223428, inv. br. 02900034856. - Čeljabinsk: CHIMESH, 1990. - P. 89-90.
2. Yunusov, R.F. Razvoj linearnog elektromotornog pogona za poljoprivredne svrhe. / R.F. Yunusov, I.N. Ramazanov, V.V. Ivanitskaya, V.A. Bazhenov // XXXIII znanstveni skup. Sažeci izvještaja - Sverdlovsk, 1990, str. 32-33.
3. Pyastolov, A.A. Pogon visokonaponskog uljnog prekidača. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., Bazhenov V.A.// Informativni letak br. 91-2. - TsNTI, Čeljabinsk, 1991. S. 3-4.
4. Pyastolov, A.A. Cilindrični linearni asinkroni motor. / Yunusov R.F., Ramazanov I.N., Bazhenov V.A.// Informativni letak br. 91-3. - TsNTI, Čeljabinsk, 1991. str. 3-4.
5. Bazhenov, V.A. Izbor akumulativnog elementa za prekidač VMP-10. Aktualni problemi poljoprivredne mehanizacije: materijali jubilarnog znanstveno-praktičnog skupa "Visoko agroinženjersko obrazovanje u Udmurtiji - 50 godina". / Izhevsk, 2005. S. 23-25.
6. Bazhenov, V.A. Razvoj ekonomičnog pogona uljnog prekidača. Regionalna znanstveno-metodološka konferencija Iževsk: Državna poljoprivredna akademija FGOU VPO Iževsk, Iževsk, 2004. P. 12-14.
7. Bazhenov, V.A. Poboljšanje pogona uljnog prekidača VMP-10. Problemi razvoja energetike u uvjetima industrijskih transformacija: Zbornik radova s ​​međunarodnog znanstveno-praktičnog skupa posvećenog 25. obljetnici Agronomskog fakulteta i Zavoda za elektrotehniku ​​poljoprivredne proizvodnje. Izhevsk 2003., str. 249-250.

disertacije za zvanje kandidata tehničkih znanosti

Predao setu 2012. Potpisano za objavu 24. travnja 2012. godine.

Offset papir Headset Times New Roman Format 60x84/16.

Svezak 1 ispis.l. Naklada 100 primjeraka. Naredba broj 4187.

Izdavačka kuća FGBOU VPO Iževska državna poljoprivredna akademija Iževsk, ul. Student, 11

Linearni motori postali su široko prepoznati kao vrlo točna i energetski učinkovita alternativa konvencionalnim pogonima koji pretvaraju rotacijsko u linearno gibanje. Što je to omogućilo?

Dakle, obratimo pozornost na kuglični vijak, koji se zauzvrat može smatrati visoko preciznim sustavom za pretvaranje rotacijskog gibanja u translacijsko gibanje. Obično je učinkovitost kugličnog vijka oko 90%. Uzimajući u obzir učinkovitost servo motora (75-80%), gubitke u spojki ili pogonu remena, u mjenjaču (ako se koristi), ispada da se samo oko 55% snage troši izravno na koristan rad . Stoga je lako vidjeti zašto je linearni motor koji izravno prenosi translacijsko gibanje na objekt učinkovitiji.

Obično je najjednostavnije objašnjenje za njegov dizajn analogija s konvencionalnim rotacijskim motorom, koji je izrezan uz generatricu i postavljen na ravninu. Zapravo, upravo je to bio dizajn prvih linearnih motora. Linearni motor s ravnom jezgrom bio je prvi koji je ušao na tržište i zauzeo svoju nišu kao snažna i učinkovita alternativa drugim pogonskim sustavima. Unatoč činjenici da se općenito njihov dizajn pokazao nedovoljno učinkovitim zbog značajnih gubitaka vrtložnih struja, nedovoljne glatkoće itd., oni su se još uvijek povoljno razlikovali u pogledu učinkovitosti. Iako su gore navedeni nedostaci negativno utjecali na visokopreciznu "prirodu" linearnog motora.

Linearni motor bez jezgre u obliku slova U dizajniran je da eliminira nedostatke klasičnog ravnog linearnog motora. S jedne strane, to nam je omogućilo rješavanje niza problema, kao što su gubici vrtložnih struja u jezgri i nedovoljna glatkoća kretanja, no s druge strane, to je uvelo nekoliko novih aspekata koji su ograničili njegovu upotrebu u područjima koja zahtijevaju ultrapreciznu pokreti. To je značajno smanjenje krutosti motora i još veći problemi s rasipanjem topline.

Za ultra-precizno tržište, linearni motori bili su kao dar od Boga, s obećanjem beskrajno preciznog pozicioniranja i visoke učinkovitosti. Međutim, surova stvarnost izašla je na vidjelo kada se toplina nastala zbog nedovoljne projektirane učinkovitosti u namotima i jezgri izravno prenijela na radno područje. Dok se područje primjene LD sve više širilo, toplinski fenomeni koji prate značajno oslobađanje topline činili su pozicioniranje sa submikronskom točnošću vrlo teškim, da ne kažem nemogućim.

Kako bi se povećala učinkovitost, učinkovitost linearnog motora, bilo je potrebno vratiti se na njegove vrlo konstruktivne temelje, te kroz maksimalnu moguću optimizaciju svih njihovih aspekata dobiti energetski najučinkovitiji pogonski sustav najveće moguće krutosti. .

Temeljna interakcija koja leži u osnovi dizajna linearnog motora je manifestacija Amperovog zakona - prisutnost sile koja djeluje na vodič kroz koji teče struja u magnetskom polju.

Posljedica jednadžbe za Amperovu silu je da je najveća sila koju razvija motor jednaka umnošku struje u namotima i vektorskom umnošku vektora magnetske indukcije polja i vektora duljine žice u namotima. U pravilu, da bi se povećala učinkovitost linearnog motora, potrebno je smanjiti jačinu struje u namotima (budući da su gubici zagrijavanja vodiča izravno proporcionalni kvadratu jačine struje u njemu). To je moguće učiniti pri konstantnoj vrijednosti izlazne sile pogona samo uz povećanje ostalih komponenti uključenih u Ampereovu jednadžbu. Upravo su to učinili programeri cilindričnog linearnog motora (CLM), zajedno s nekim proizvođačima ultra precizne opreme. Zapravo, nedavna studija na Sveučilištu Virginia (UVA) otkrila je da CLD troši 50% manje energije za obavljanje istog posla, s istim izlaznim karakteristikama, kao usporedivi linearni motor u obliku slova U. Da bismo razumjeli kako se postiže tako značajno povećanje radne učinkovitosti, zadržimo se zasebno na svakoj komponenti gornje Ampereove jednadžbe.

Vektorski proizvod B×L. Koristeći, na primjer, pravilo lijeve strane, lako je razumjeti da je za provedbu linearnog kretanja optimalni kut između smjera struje u vodiču i vektora magnetske indukcije 90 °. Obično u linearnom motoru struja u 30-80% duljine namota teče pod pravim kutom na vektor indukcije polja. Ostatak namota, zapravo, obavlja pomoćnu funkciju, dok se u njemu javljaju gubici otpora, pa se mogu pojaviti čak i sile suprotne smjeru kretanja. Dizajn CLD-a je takav da je 100% duljine žice u namotima pod optimalnim kutom od 90°, a sve rezultirajuće sile su usmjerene s vektorom pomaka.

Duljina vodiča sa strujom (L). Prilikom postavljanja ovog parametra javlja se svojevrsna dilema. Predugo će dovesti do dodatnih gubitaka zbog povećanja otpora. U CLD-u se opaža optimalna ravnoteža između duljine vodiča i gubitaka zbog povećanja otpora. Na primjer, u CLD testiranom na Sveučilištu Virginia, duljina žice u namotima bila je 1,5 puta duža nego u njenom dvojniku u obliku slova U.

Vektor indukcije magnetskog polja (B). Dok većina linearnih motora preusmjerava magnetski tok pomoću metalne jezgre, CLD koristi patentirano dizajnersko rješenje: jačina magnetskog polja prirodno se povećava zbog odbijanja istoimenih magnetskih polja.

Veličina sile koja se može razviti uz danu strukturu magnetskog polja funkcija je gustoće toka magnetske indukcije u procjepu između pokretnih i nepokretnih elemenata. Budući da je magnetski otpor zraka otprilike 1000 puta veći od otpora čelika i izravno je proporcionalan veličini razmaka, minimiziranje će također smanjiti magnetomotornu silu potrebnu za stvaranje polja potrebne jakosti. Magnetomotorna sila je, zauzvrat, izravno proporcionalna jakosti struje u namotima, stoga je smanjenjem njegove potrebne vrijednosti moguće smanjiti vrijednost struje, što zauzvrat omogućuje smanjenje gubitaka otpora.

Kao što vidite, svaki konstruktivni aspekt CLD-a osmišljen je s ciljem povećanja njegove učinkovitosti što je više moguće. Ali koliko je to korisno s praktične točke gledišta? Usredotočimo se na dva aspekta: rasipanje topline I operativni troškovi.

Svi se linearni motori zagrijavaju zbog gubitaka u namotu. Oslobođena toplina mora nekamo otići. A prva nuspojava stvaranja topline su popratni procesi toplinskog širenja, na primjer, element u koji su učvršćeni namoti. Osim toga, postoji dodatno zagrijavanje klinova vodilica, maziva, senzora koji se nalaze u području pogona. Tijekom vremena, ciklički procesi grijanja i hlađenja mogu negativno utjecati na mehaničke i elektroničke komponente sustava. Toplinsko širenje također dovodi do povećanog trenja u vodilicama i slično. U istoj studiji provedenoj na UVA, otkriveno je da CLD prenosi približno 33% manje topline na ploču postavljenu na njega od analoga.

S manjom potrošnjom energije, smanjuju se i troškovi rada sustava u cjelini. U prosjeku u SAD-u 1 kWh košta 12,17 centi. Tako će prosječni godišnji trošak rada linearnog motora u obliku slova U biti 540,91 USD, a CLD 279,54 USD. (Po cijeni od 3,77 rubalja po kWh, ispada 16.768,21 i 8.665,74 rubalja, respektivno)

Prilikom odabira izvedbe pogonskog sustava popis opcija je doista dugačak, ali kod projektiranja sustava dizajniranog za potrebe ultra preciznih alatnih strojeva, visoka učinkovitost CLD-a može pružiti značajne prednosti.

1. CILINDRIČNI LINEARNI ASINKRONI MOTORI

ZA POGON POROPNIH ČEPP PUMPA: STATUS PROBLEMA, CILJEVI ISTRAŽIVANJA.

2. MATEMATIČKI MODELI I TEHNIKE ZA PRORAČUN ELEKTROMAGNETSKIH I TOPLINSKIH PROCESA U PLATIRANOM.

2.1. Metode elektromagnetskog proračuna CLAD-a.

2.1.1. Elektromagnetski proračun CLAD-a metodom E-H-kvadpola.

2.1.2. Elektromagnetski proračun CLAD-a metodom konačnih elemenata.

Ž 2.2. Metoda za izračun ciklograma rada CLAD-a.

2.3. Metoda za proračun toplinskog stanja CLAD-a.

3. ANALIZA KONSTRUKCIJSKIH PERFORMANSI PLOČENIH ZA POGON POROPNIH PUMPA.

3.1. CLAD s unutarnjim mjestom sekundarnog elementa.

3.2. Obrnuti CLA s pomičnim induktorom.

3.3. Obrnuti CLA s fiksnim induktorom.

4. ISTRAŽIVANJE ZA POBOLJŠANJE PERFORMANSE

STIC CLAD.

4.1 Procjena mogućnosti poboljšanja karakteristika CLA s masivnim sekundarnim elementom pri niskofrekventnom napajanju.

4.2. Analiza utjecaja veličine otvora utora induktora na pokazatelje CLAD-a.

4.3. Istraživanje utjecaja debljine slojeva kombiniranog VE na performanse CLA s unutarnjim rasporedom sekundarnog elementa.

4.4. Ispitivanje utjecaja debljine slojeva kombiniranog SE na performanse obrnutog CLAD-a s pomičnim induktorom.

4.5. Istraživanje utjecaja debljine slojeva kombiniranog SE na performanse invertiranog CLIM-a s fiksnim induktorom.

4.6. Ispitivanje energetskih pokazatelja CLAD-a pri radu u klipnom načinu rada.

5. ODABIR DIZAJNA ČEPA ZA POGON POROPLJIVIH PUMPI.

5.1. Analiza i usporedba tehničkih i ekonomskih pokazatelja TsLAD-a.

5.2. Usporedba toplinskog stanja CLAD-a.

6. PRAKTIČNA IMPLEMENTACIJA REZULTATA. c

6.1 Eksperimentalne studije CLAD-a. ALI

6.2 Izrada stalka za ispitivanje linearnog elektromotornog pogona na bazi CLAD-a.

6.3 Razvoj pilot-industrijskog modela TsLAD-a.

GLAVNI REZULTATI RADA.

BIBLIOGRAFSKI POPIS.

Preporučeni popis disertacija

• Razvoj i istraživanje modula linearnog ventilskog motora za uronjene pumpe za ulje 2017., kandidat tehničkih znanosti Shutemov, Sergej Vladimirovič

• Razvoj i istraživanje električnog pogona za uljne pumpe s potopnim magnetoelektričnim motorom 2008., kandidat tehničkih znanosti Okuneeva, Nadezhda Anatolyevna

• Tehnološki procesi i tehnička sredstva koja osiguravaju učinkovit rad pumpe dubokog klipa 2010., doktor tehničkih znanosti Semenov, Vladislav Vladimirovič

• Višepolni magnetoelektrični motor s frakcijskim zupčastim namotima za električni pogon potopnih crpki 2012. dr. Salah Ahmed Abdel Maksoud Selim

• Štedljiva električna oprema instalacija za proizvodnju nafte s klipnom potopnom pumpom 2012, kandidat tehničkih znanosti Artykaeva, Elmira Midkhatovna

Uvod u rad (dio sažetka) na temu "Cilindrični linearni asinkroni motori za pogon potopnih klipnih pumpi"

Cilindrični linearni asinhroni motori (CLAM), koji se ponekad nazivaju i koaksijalni, mogu činiti osnovu električnih pogona povratnog gibanja, kao alternativu pogonima s mehaničkim pretvaračima tipa kretanja (kao što su matica s vijkom ili zupčanik), kao npr. kao i pneumatski i, u nekim slučajevima, hidraulički pogoni. U usporedbi s ovim vrstama pogona, linearni električni pogoni s izravnim prijenosom elektromagnetske sile na pokretni element imaju bolja upravljačka svojstva, povećanu pouzdanost i zahtijevaju niže troškove rada. Kako slijedi iz literature, CLADS se koriste u izradi električnih pogona za niz proizvodnih mehanizama: sklopna oprema (na primjer, rastavljači u sustavima napajanja podzemnih željeznica); potiskivači ili izbacivači koji se koriste u proizvodnim linijama; klipne ili klipne pumpe, kompresori; klizna vrata i prozorske otvore radionica ili staklenika; razni manipulatori; kapije i kapci; uređaji za bacanje; udarne mehanizme (čekiće, bušilice) itd. Navedene mogućnosti linearnih elektromotornih pogona podupiru stalni interes za njihov razvoj i istraživanje. U većini slučajeva, CLAD-ovi rade u kratkotrajnim načinima rada. Takvi se motori ne mogu smatrati pretvaračima energije, već pretvaračima sile. Istodobno, takav pokazatelj kvalitete kao faktor učinkovitosti blijedi u pozadinu. Istodobno, u cikličkim električnim pogonima (pogoni crpki, kompresora, manipulatora, udarnih čekića itd.), motori rade u povremenim i kontinuiranim načinima rada. U tim slučajevima postaje relevantan zadatak poboljšanja tehničkih i ekonomskih performansi linearnog električnog pogona na temelju CLA.

Konkretno, jedna od popularnih primjena CLADS-a je njihova upotreba u pumpnim jedinicama za dizanje nafte iz bušotina. Trenutno se u te svrhe uglavnom koriste dvije metode mehanizirane proizvodnje ulja:

1. Dizanje uz pomoć instalacija potopnih električnih centrifugalnih crpki (ESP).

2. Podizanje uz pomoć sisaljki (SRP).

Za proizvodnju nafte iz bušotina s velikim protokom (25 m / dan i više) koriste se potopne električne potopne pumpe koje pokreću brzi potopni asinkroni ili ventilski motori. Međutim, svake godine se smanjuje broj bušotina s visokim nadtlakom. Aktivan rad bušotina visokog prinosa dovodi do postupnog smanjenja stope njihove proizvodnje. U tom slučaju učinak crpke postaje pretjeran, što dovodi do pada razine formacijske tekućine u bušotini i izvanrednim situacijama (suhi rad crpke). Kada brzina protoka padne ispod 25 m/dan, umjesto potopnih električnih centrifugalnih pumpi ugrađuju se pumpe s usisnom šipkom na pogon crpnim jedinicama, koje su danas široko rasprostranjene. Konstantno rastući broj bušotina s malim i srednjim protocima dodatno povećava njihov udio u ukupnom fondu opreme za proizvodnju nafte.

Instalacija pumpe sa sisaljkom sastoji se od crpne jedinice za balansiranje tla i potopljene klipne pumpe. Spajanje stolice za ljuljanje s klipom izvodi se šipkom čija je duljina 1500-2000 m. Kako bi šipke bile što čvršće, izrađene su od posebnih čelika. SRP jedinice i crpne jedinice imaju široku primjenu zbog jednostavnosti održavanja. Međutim, rudarenje na ovaj način ima očite nedostatke:

Istrošenost cijevi i šipki pumpe i kompresora zbog trenja njihovih površina.

Česti lomovi štapa i kratak vijek trajanja remonta (300-350 dana).

Niska svojstva podešavanja crpnih jedinica s usisnom šipkom i povezana potreba za korištenjem nekoliko standardnih veličina alatnih strojeva - pumpnih stolica, kao i poteškoće koje nastaju pri promjeni protoka bušotina.

Velike dimenzije i težina alatnih strojeva - stolica za ljuljanje i šipki, što otežava njihov transport i montažu.

Ovi nedostaci dovode do traženja tehničkih rješenja za stvaranje dubinskih pumpnih jedinica bez šipke. Jedno od takvih rješenja je korištenje klipnih pumpi za duboke bušotine koje pokreću linearni asinkroni motori. U ovom slučaju su isključene šipke i stolice za ljuljanje, što je krajnje pojednostavljeno mehanički dio. Napajanje takvih motora do dubine od 1,5-2,0 km može se izvesti kabelom, slično kao što se to radi u električnim bušilicama i centrifugalnim potopnim pumpama.

U 70-80-im godinama prošlog stoljeća, nakon općeg porasta interesa za linearne motore u Sovjetskom Savezu, provedeno je istraživanje i razvoj pumpnih jedinica bez šipke na temelju cilindričnih LIM-ova. Glavni razvoji su izvedeni u Institutu PermNIPIneft (Perm), Posebnom projektantskom birou linearni elektromotori(Kijev) , Institut za elektrodinamiku Akademije znanosti Ukrajinske SSR (Kijev) i SCR magnetohidrodinamiku (Riga) . Unatoč velikom broju tehničkih rješenja na ovom području praktična aplikacija ove postavke nisu primljene. Glavni razlog tome bila je niska specifična i energetska izvedba cilindričnih LIM-ova, a razlog tome bila je nemogućnost pružanja brzine putujućeg polja od 2-3 m/s kada ih pokreće industrijska frekvencija od 50 Hz. Ovi su motori imali sinkronu brzinu voznog polja od 6-8 m/s, a pri radu brzinom od 1-2 m/s imali su povećano proklizavanje s=0,7-0,9, što je popraćeno visokim stupnjem gubitke i nisku učinkovitost. Kako bi se smanjila brzina putujućeg polja na 2-3 m/s kada se napaja frekvencijom od 50 Hz, potrebno je smanjiti debljinu zubaca i zavojnica na 3-5 mm, što je nedopustivo iz razloga proizvodnosti i pouzdanost dizajna. Zbog ovih nedostataka, istraživanja u ovom smjeru su suzbijana.

Tema mogućnosti poboljšanja performansi cilindričnih LIM-ova za pogon pumpi dubokih bušotina kada ih napaja niskofrekventni izvor raspravljala se u publikacijama tih godina, ali nisu provedena istraživanja u tom smjeru. Raspodjela mase frekventno kontroliranog električnog pogona u sadašnjem trenutku i trend kontinuiranog smanjenja pokazatelja cijene i težine i veličine moderne poluvodičke tehnologije čine ga relevantnim za istraživanja u području poboljšanja performansi CLAD-ova male brzine. . Poboljšanje energetskih i specifičnih pokazatelja CLAD-a smanjenjem brzine putujućeg polja kada ga napaja frekventni pretvarač omogućuje nam da se vratimo na problem stvaranja crpnih jedinica bez šipke i, eventualno, osiguramo njihovu praktičnu implementaciju. Od posebne je važnosti za ovu temu činjenica da je trenutno u Rusiji više od 50% fonda bušotina napušteno zbog smanjenja protoka. Ugradnja crpnih jedinica u bušotine kapaciteta manjeg od 10 m3/dan nije ekonomski isplativa zbog visokih operativnih troškova. Svake godine broj takvih bušotina samo raste, a alternative SRP jedinicama još nisu stvorene. Problem rada rubnih bušotina danas je jedan od najhitnijih u naftnoj industriji.

Značajke elektromagnetskih i toplinskih procesa u razmatranim motorima prvenstveno su povezane s ograničenjem vanjskog promjera CLIM-a, određenog veličinom kućišta, te specifičnim uvjetima hlađenja aktivnih dijelova stroja. Potražnja za cilindričnim LIM-ovima zahtijevala je razvoj novih dizajna motora i razvoj teorije CLIM-a na temelju suvremenih mogućnosti računalne simulacije.

Svrha disertacije je povećanje specifičnih pokazatelja i energetskih karakteristika cilindričnih linearnih asinkronih motora, razvoj CLA s poboljšanim karakteristikama za pogon potopnih klipnih pumpi.

Ciljevi istraživanja. Za postizanje ovog cilja riješeni su sljedeći zadaci:

1. Matematičko modeliranje CLAD-a metodom analognog modeliranja višeslojnih struktura (E-H-četvoroterminalne mreže) i metodom konačnih elemenata u dvodimenzionalnoj formulaciji problema (uzimajući u obzir aksijalnu simetriju).

2. Proučavanje mogućnosti poboljšanja karakteristika CLIM-a pri napajanju iz niskofrekventnog izvora.

3. Ispitivanje utjecaja ograničene debljine sekundarnog elementa i debljine visokovodljive bakrene prevlake na parametre CLA.

4. Razvoj i usporedba CLAP dizajna za pogon potopnih klipnih pumpi.

5. Matematičko modeliranje toplinskih procesa CLAD-a metodom konačnih elemenata.

6. Izrada metodologije za izračun ciklograma i rezultirajućih pokazatelja rada TsLAD-a u sklopu potopne instalacije s klipnom pumpom.

7. Eksperimentalno proučavanje cilindričnih LIM-ova.

Metode istraživanja. Rješenje proračunsko-teorijskih problema postavljenih u radu provedeno je metodom analognog modeliranja višeslojnih struktura i metodom konačnih elemenata temeljenom na teoriji elektromagnetskih i toplinskih polja. Procjena integralnih pokazatelja provedena je korištenjem ugrađenih mogućnosti paketa za izračunavanje metode konačnih elemenata FEMM 3.4.2 i Elcut 4.2 T. U metodi za izračunavanje ciklograma koriste se diferencijalne jednadžbe mehaničkog gibanja koje rade sa statičkim mehaničke karakteristike motor i karakteristike opterećenja pogonjenog objekta. Metoda toplinskog proračuna koristi metode za određivanje kvazistacionarnog toplinskog stanja pomoću smanjenih prosječnih volumskih gubitaka. Implementacija razvijenih metoda provedena je u matematičkom okruženju Mathcad 11 Enterprise Edition. Pouzdanost matematičkih modela i rezultata proračuna potvrđuje se usporedbom proračuna različitim metodama i rezultata proračuna s eksperimentalnim podacima eksperimentalnog CLAD-a.

Znanstvena novost rada je sljedeća:

Predlažu se novi dizajni CLADS-a, otkrivaju se značajke elektromagnetskih procesa u njima;

Razvijena matematički modeli i metode za izračun CLIM-a metodom E-H-kvadpola i metodom konačnih elemenata, uzimajući u obzir značajke novog dizajna i nelinearnost magnetskih karakteristika materijala;

Predlaže se pristup proučavanju karakteristika CLIM-a koji se temelji na dosljednom rješenju elektromagnetskih, toplinskih problema i proračunu ciklograma rada motora u sklopu crpne jedinice;

Napravljena je usporedba karakteristika razmatranih CLAD izvedbi, te su prikazane prednosti obrnutih inačica.

Praktična vrijednost obavljenog posla je sljedeća:

Izvršena je procjena karakteristika CLIM-a pri napajanju iz niskofrekventnog izvora, prikazana je razina frekvencije koja je racionalna za potopni CLIM. Konkretno, pokazalo se da je smanjenje frekvencije klizanja ispod 45 Hz nerazumno zbog povećanja dubine prodiranja polja i pogoršanja CLIM karakteristika u slučaju korištenja ograničene debljine SE;

Provedena je analiza karakteristika i usporedba pokazatelja različitih dizajna CLAP-a. Za pogon potopnih klipnih pumpi preporuča se obrnuti dizajn CLA s pomičnim induktorom, koji ima najbolje performanse među ostalim opcijama;

Implementiran je program za proračun neobrnute i invertirane strukture CLA metodom E-H-kvadpola s mogućnošću uzimanja u obzir stvarne debljine SE slojeva i zasićenja sloja čelika;

Izrađeni mrežni modeli više od 50 varijanti CLAD-a za analizu konačnih elemenata u paketu FEMM 3.4.2, koji se mogu koristiti u praksi projektiranja;

Izrađena je metoda za proračun ciklograma i pokazatelja pogona potopnih crpnih agregata s CLA u cjelini.

Provedba rada. Rezultati istraživanja i razvoja prebačeni su za korištenje u razvoj Znanstveno-proizvodne tvrtke Bitek doo. Programi za izračun CLAD-a koriste se u obrazovnom procesu odjela "Elektrotehnika i elektrotehnološki sustavi" i "Električni strojevi" Uralskog državnog tehničkog sveučilišta - UPI.

Provjera rada. Glavni rezultati izvještavani su i raspravljano na:

NPK "Problemi i postignuća u industrijskoj energiji" (Jekaterinburg, 2002., 2004.);

7. NPK "Oprema i tehnologije za uštedu energije" (Ekaterinburg, 2004.);

IV Međunarodna (XV sveruska) konferencija o automatiziranom električnom pogonu "Automatizirani električni pogon u XXI stoljeću: načini razvoja" (Magnitogorsk, 2004.);

Sveruski elektrotehnički kongres (Moskva, 2005.);

Izvještajne konferencije mladih znanstvenika USTU-UPI (Jekaterinburg, 2003.-2005.).

1. CILINDRIČNI LINEARNI ASINKRONI MOTORI ZA POGON POROPLJIVIH ČEPP PUMPA: STATUS PROBLEMA, CILJEVI ISTRAŽIVANJA

Osnova linearnih električnih pogona potopnih klipnih pumpi su cilindrični linearni asinkroni motori (CLAM), čije su glavne prednosti: odsutnost prednjih dijelova i gubitaka u njima, odsutnost poprečnog ruba, geometrijska i elektromagnetska simetrija. Stoga su od interesa tehnička rješenja za razvoj sličnih CLAD-ova koji se koriste u druge svrhe (pogoni rastavljača, potiskivači itd.). Osim toga, pri sustavnom rješavanju pitanja izrade duboko sjedećih crpnih agregata s CLAD-om, uz konstrukcije crpki i motora, treba razmotriti i tehnička rješenja upravljanja i zaštite elektromotornih pogona.

U najjednostavnijoj verziji dizajna CLAD sustava smatra se - klipna pumpa. Klipna pumpa u kombinaciji s linearnim asinkronim motorom (slika 1.1, a) je klip 6, koji je šipkom 5 povezan s pokretnim dijelom 4 linearnog motora. Potonji, u interakciji s induktorom 3 s namotima 2 povezanim kabelom 1 s izvorom napajanja, stvara silu koja podiže ili spušta klip. Kako se klip unutar cilindra 9 pomiče prema gore, ulje se usisava kroz ventil 7.

Kada se klip približi gornjem položaju, slijed faza se mijenja, a pokretni dio linearnog motora, zajedno s klipom, ide dolje. U tom slučaju ulje unutar cilindra 9 prolazi kroz ventil 8 u unutarnju šupljinu klipa. S daljnjom promjenom slijeda faza, pomični dio se pomiče naizmjenično gore-dolje, i pri svakom ciklusu podiže dio ulja. S vrha cijevi ulje ulazi u spremnik za daljnji transport. Zatim se ciklus ponavlja, a u svakom ciklusu dio ulja se diže na vrh.

Slično rješenje koje je predložio Institut PermNIPIneft i opisano je na sl. 1.1.6.

Za povećanje produktivnosti crpnih jedinica na bazi CLAD-a razvijene su jedinice dvostrukog djelovanja. Na primjer, na sl. 1.1,c prikazuje jedinicu dubinske pumpe dvostrukog djelovanja. Pumpa se nalazi na dnu jedinice. Kao radne šupljine crpke korištene su i područje bez šipke i ono s šipkom. Istodobno, u klipu se nalazi jedan ventil za isporuku, koji uzastopno radi na obje šupljine.

Dom značajka dizajna downhole pumpne jedinice je ograničeni promjer bušotine i kućišta, koji ne prelazi 130 mm. Kako bi se osigurala snaga potrebna za podizanje tekućine, ukupna duljina instalacije, uključujući pumpu i potopni motor, može doseći 12 metara. Duljina potopljeni motor može premašiti svoj vanjski promjer 50 puta ili više. Za rotirajuće asinkrone motore, ova značajka određuje složenost polaganja namota u utorima takvog motora. Namot u CLIM-u izrađen je od običnih prstenastih zavojnica, a ograničeni promjer motora dovodi do poteškoća u izradi magnetskog kruga induktora, koji mora imati smjer naboja paralelan s osi motora.

Prethodno predložena rješenja temeljila su se na korištenju tradicionalnog neobrnutog dizajna u CLAD crpnim jedinicama, u kojima je sekundarni element smješten unutar induktora. Takav dizajn, u uvjetima ograničenog vanjskog promjera motora, određuje mali promjer sekundarnog elementa i, sukladno tome, malu površinu aktivne površine motora. Kao rezultat toga, takvi motori imaju niske specifične pokazatelje (mehanička snaga i vučni napor po jedinici duljine). Tome se pridodaju i problemi izrade magnetskog kruga induktora i montaže cijele strukture takvog motora. a 6 in

Riža. 1.1. Verzije potopnih crpnih jedinica s TsLAD 1 ----:

Riža. 1.2. Sheme konstrukcijskog dizajna TsLAD-a: a - tradicionalni, b - obrnuti

U uvjetima ograničenog vanjskog promjera kućišta potopnog CLIM-a, značajno povećanje specifičnih pokazatelja može se postići korištenjem "obrnute" sklopke "induktor - sekundarni element" (slika 1.2.6), u kojoj je sekundar dio pokriva induktor. U ovom slučaju moguće je povećati volumen elektromagnetske jezgre motora s istim promjerom kućišta, zbog čega se postiže značajno povećanje specifičnih pokazatelja u usporedbi s neobrnutim dizajnom pri jednakim vrijednostima strujno opterećenje induktora.

Poteškoće povezane s izradom magnetskog kruga sekundarnog elementa CLIM-a od lima električnog čelika, uzimajući u obzir naznačene omjere dijametralnih dimenzija i duljine, čine poželjnijim korištenje masivnog čeličnog magnetskog kruga, na kojem je vrlo vodljiva ( bakar) nanosi se premaz. U tom slučaju postaje moguće koristiti čelično kućište CLA kao magnetski krug.

To osigurava najveću površinu aktivne površine CLAD-a. Osim toga, gubici nastali u sekundarnom elementu teku izravno u rashladni medij. Budući da je rad u cikličkom načinu rada karakteriziran prisutnošću dionica ubrzanja s povećanim proklizavanjem i gubicima u sekundarnom elementu, ova značajka također igra pozitivnu ulogu. Studija literarnih izvora pokazuje da su invertirani LIM dizajni proučavani mnogo manje od neobrnutih. Stoga se čini relevantnim proučavanje takvih struktura kako bi se poboljšale performanse CLAP-a, posebno za pogon potopnih klipnih pumpi.

Jedna od glavnih prepreka širenju cilindričnih linearnih motora je problem osiguravanja prihvatljivih performansi kada ih napaja standardna industrijska frekvencija od 50 Hz. Za korištenje CLAD-a kao pogona klipne pumpe, maksimalna brzina klipa treba biti 1-2 m/s. Sinkrona brzina linearnog motora ovisi o frekvenciji mreže i veličini podjele polova, što opet ovisi o širini zupčaste podjele i broju utora po polu i fazi:

Gs=2./Gg, gdje je t = 3-q-t2. (1.1)

Kao što pokazuje praksa, u proizvodnji LIM-a s nagibom zuba manjim od 10-15 mm povećava se složenost proizvodnje i smanjuje pouzdanost. U proizvodnji induktora s brojem utora po polu i fazom q=2 i više, sinkrona brzina CLIM-a na frekvenciji od 50 Hz bit će 6-9 m/s. S obzirom da zbog ograničene duljine hoda maksimalna brzina pokretnog dijela ne smije biti veća od 2 m/s, takav motor će raditi s visokim vrijednostima klizanja, a samim time i s niskom učinkovitošću i teškim toplinski način rada. Kako bi se osigurao rad s navlakama s<0.3 необходимо выполнять ЦЛАД с полюсным делением т<30 мм. Уменьшение полюсного деления кроме технологических проблем ведет к ухудшению показателей двигателя из-за роста намагничивающего тока. Для обеспечения приемлемых показателей таких ЦЛАД воздушный зазор должен составлять 0.1-0.2 мм . При увеличении зазора до технологически приемлемых значений 0.4-0.6 мм рост намагничивающего тока приводит к значительному снижению усилия и технико-экономических показателей ЦЛАД.

Glavni način poboljšanja karakteristika CLIM-a je njegovo napajanje iz frekventnog pretvarača. U tom se slučaju linearni motor može projektirati za najpovoljniju frekvenciju za ravnomjerno kretanje. Osim toga, promjenom frekvencije prema propisanom zakonu, pri svakom pokretanju motora, moguće je značajno smanjiti gubitke energije za prolazne procese, a tijekom kočenja moguće je koristiti metodu regenerativnog kočenja koja poboljšava ukupnu energiju. karakteristike pogona. U 1970-im i 1980-im godinama, korištenje podesivog frekventnog pretvarača za upravljanje potopljenim instalacijama s linearnim elektromotorima ometala je nedovoljna razina razvoja energetske elektronike. Trenutno masovna distribucija poluvodičke tehnologije omogućuje realizaciju ove mogućnosti.

Prilikom razvoja novih varijanti potopnih instalacija pogonjenih linearnim motorom, implementacija kombiniranih dizajna crpke i motora, predloženih 70-ih godina i prikazanih na sl. 1.1 je teško implementirati. Nove instalacije moraju imati odvojenu izvedbu LIM-a i klipne pumpe. Kada se klipna pumpa tijekom rada nalazi iznad linearnog motora, formacijski fluid ulazi u pumpu kroz prstenasti kanal između LIM-a i kućišta, zbog čega se provodi prisilno hlađenje LIM-a. Ugradnja takve klipne crpke koju pokreće linearni motor gotovo je identična ugradnji električnih centrifugalnih crpki pogonjenih potopnim asinkronim elektromotorima. Dijagram takve instalacije prikazan je na sl. 1.3. Instalacija uključuje: 1 - cilindrični linearni motor, 2 - hidrauličku zaštitu, 3 - klipnu pumpu, 4 - cijev za kućište, 5 - cijevi, 6 - kabelski vod, 7 - opremu na glavi bušotine, 8 - daljinsko priključno mjesto kabela, 9 - kompletan transformator uređaj, 10 - upravljačka stanica motora.

Sumirajući, možemo reći da razvoj potopnih klipnih pumpi s linearnim električnim pogonom ostaje hitan zadatak, za koji je potrebno razviti nove konstrukcije motora i istražiti mogućnost poboljšanja njihovih performansi racionalnim odabirom frekvencije snage, geometrijskog dimenzije elektromagnetske jezgre i mogućnosti hlađenja motora. Rješenje ovih problema, posebice u vezi s novim projektima, zahtijeva izradu matematičkih modela i metoda za proračun motora.

Pri izradi matematičkih modela CLAD-a autor se oslanjao kako na prethodno razvijene pristupe, tako i na mogućnosti suvremenih aplikacijskih softverskih paketa.

Riža. 1.3. Shema potopljene instalacije s CLA

Slične teze u specijalnosti "Elektromehanika i električni aparati", 05.09.01 VAK šifra

• Poboljšanje učinkovitosti bušotinskih pumpi korištenjem ventilskih potopnih motora 2007., kandidat tehničkih znanosti Kamaletdinov, Rustam Sagaryarovich

• Istraživanje mogućnosti i razvoj sredstava za poboljšanje serijskih potopnih motora bez četkica za pumpe za ulje 2012, kandidat tehničkih znanosti Khotsyanov, Ivan Dmitrievich

• Razvoj teorije i generalizacija iskustava u razvoju automatiziranih elektromotornih pogona za jedinice naftno-plinskog kompleksa 2004., doktor tehničkih znanosti Zjužev, Anatolij Mihajlovič

• Asinkroni motor male brzine sa statorskim lukom za crpne jedinice rubnih naftnih bušotina 2011, kandidat tehničkih znanosti Burmakin, Artem Mihajlovič

• Analiza radnih značajki i povećanje učinkovitosti korištenja lančanih pogona pumpnih pumpi 2013., kandidat tehničkih znanosti Sitdikov, Marat Rinatovich

Zaključak disertacije na temu "Elektromehanika i električni aparati", Sokolov, Vitalij Vadimovič

GLAVNI REZULTATI RADA

1. Na temelju pregleda literature i patentnih izvora, uzimajući u obzir postojeće iskustvo u korištenju cilindričnih linearnih motora za pogon pumpi s dubokim klipom, relevantnost istraživačkog rada usmjerenog na poboljšanje dizajna i optimizaciju karakteristika CLP-a je prikazano.

2. Pokazalo se da korištenje frekventnog pretvarača za napajanje CLIM-a, kao i razvoj novih dizajna, može značajno poboljšati tehničko-ekonomske pokazatelje CLIM-a i osigurati njihovu uspješnu industrijsku implementaciju.

3. Razvijene su tehnike elektromagnetskog proračuna CLIM-a metodom EH-kvadpola i metodom konačnih elemenata, uzimajući u obzir nelinearnost magnetskih karakteristika materijala i značajke novih CLIM konstrukcija, prvenstveno ograničenu debljinu masiva. SE.

4. Razvijena je metoda za proračun ciklograma rada i energetskih pokazatelja CLIM-a, kao i toplinskog stanja motora pri radu u klipnom režimu.

5. Provedena su sustavna istraživanja utjecaja frekvencije klizanja, koraka polova, zazora, strujnog opterećenja, ograničene debljine SE i debljine visokovodljive prevlake na karakteristike CLIM-a s masivnim HE. Prikazan je utjecaj ograničene debljine SE i visokovodljive prevlake na CLAD parametre. Utvrđeno je da se ne preporučuje rad razmatranih potopnih CLADS-a ograničene debljine SE pri frekvenciji klizanja manjoj od 4–5 Hz. Optimalni raspon podjela polova u ovom slučaju leži u rasponu od 90-110 mm.

6. Razvijene su nove invertirane CLAD izvedbe koje omogućuju značajno povećanje specifičnih performansi u uvjetima ograničenog vanjskog promjera. Provedena je usporedba tehničko-ekonomskih pokazatelja i toplinskih režima novih izvedbi s tradicionalnim neobrnutim izvedbama CLADS-a. Zahvaljujući primjeni novih CLIM dizajna i smanjenoj frekvenciji snage, moguće je postići silu na radnoj točki mehaničke karakteristike od 0,7-1 kN po 1 m duljine CLIM induktora s vanjskim promjerom 117 mm. Nova tehnička rješenja trebala bi biti patentirana, materijali razmatraju Rospatent.

7. Proračuni ciklograma rada CLIM-a za pogon pumpi dubokih bunara pokazali su da zbog nestacionarnog načina rada rezultirajuća učinkovitost CLIM-a pada za 1,5 puta ili više u odnosu na učinkovitost u stacionarnom stanju i je 0,3-0,33. Postignuta razina odgovara prosječnom učinku pumpnih jedinica s usisnom šipkom.

8. Eksperimentalna istraživanja laboratorija CLAD pokazala su da predložene metode proračuna daju točnost prihvatljivu za inženjersku praksu i potvrđuju ispravnost teorijskih premisa. Pouzdanost metoda potvrđuje se i usporedbom rezultata proračuna različitim metodama.

9. Razvijene metode, rezultati istraživanja i preporuke dostavljeni su tvrtki Bitek za istraživanje i proizvodnju i korišteni u izradi pilot industrijskog uzorka potopnog CLAD-a. Metode i programi za izračun CLAD-a koriste se u obrazovnom procesu odjela "Elektrotehnika i elektrotehnološki sustavi" i "Električni strojevi" Uralskog državnog tehničkog sveučilišta - UPI.

Popis literature za istraživanje disertacije kandidat tehničkih znanosti Sokolov, Vitalij Vadimovič, 2006

1. Veselovsky O.N., Konyaev A.Yu., Sarapulov F.N. Linearni asinkroni motori.-M.: Energoatomizdat, 1991.-256s.

2. Aizennggein B.M. Linearni motori. Podaci o pregledu.-M.: VINITI, 1975, v.1. -112 str.

3. Sokolov M.M., Sorokin L.K. Električni pogon s linearnim motorima. .-M.: Energija, 1974.-136s.

4. Izhelya G.I., Rebrov S.A., Shapovalenko A.G. Linearni asinkroni motori.-Kijev: Tehnika, 1975.-135 str.

5. Veselovsky O.N., Godkin M.N. Indukcijski elektromotori s otvorenim magnetskim krugom. Podaci o pregledu.-M.: Inform-elektro, 1974.-48s.

6. Voldek A.I. Indukcijski MHD strojevi s tekućim metalnim radnim medijem.-L.: Energija, 1970.-272 str.

7. Izhelya G.I., Shevchenko V.I. Stvaranje linearnih elektromotora: izgledi za implementaciju i njihova ekonomska učinkovitost // Električni pogon s linearnim elektromotorima: Zbornik radova Svesavezne znanstvene konferencije - Kijev: 1976, v.1, str. 13-20 (prikaz, stručni).

8. Lokpshn L.I., Semenov V.V. Duboka klipna pumpa s cilindričnim indukcijskim motorom // Električni pogon s linearnim motorima: Zbornik radova Svesavezne znanstvene konferencije - Kijev: 1976., v.2, str.39-43.

9. Potopni linearni elektromotori za pogon pumpi s dubokim klipom / L.I. Lokshin, V.V. Semenov, A.N. Sur, G.A. Chazov // Sažeci Uralske konferencije o magnetskoj hidrodinamici - Perm, 1974, str. 51-52.

10. Linearne potopne električne pumpe / L.I. Lokshin, V.V. Semenov i drugi// Sažeci Uralske konferencije o magnetskoj hidrodinamici.-Perm, 1974., str.52-53.

11. P. Semenov V.V. Linearni asinkroni motor klipne pumpe sa sekundarnim elementom koji kombinira funkcije radnog fluida i upravljanja // Sažetak disertacije, Sverdlovsk, 1982., 18 str.

12. Semenov V.V. Glavni trendovi u izgradnji upravljačkih sustava za linearni motorni pogon dubokih crpki // Zbornik znanstvenih radova UPI, Sverdlovsk, 1977., str. 47-53.

13. Lokshin L.I., Syur A.N., Chazov G.A. O pitanju stvaranja pumpe bez šipke s linearnim električnim pogonom // Strojevi i uljna oprema.-M.: 1979, br. 12, str.37-39.

14. M.Osnach A.M. Sustav upravljanja potopnim linearnim elektromotorom crpne jedinice za proizvodnju nafte // Elektromehanička transformacija energije: Sat. znanstveni radovi - Kijev, 1986, str. 136-139.

15. Tiismus H.A., Laugis Yu.Ya., Teemets R.A. Iskustvo u razvoju, proizvodnji i korištenju linearnih asinkronih motora // Proceedings of TLI, Tallinn, 1986, br. 627, str. 15-25 (prikaz, stručni).

16. Proučavanje parametara i karakteristika LIM-a s cilindričnim vanjskim sekundarnim dijelom / J.Nazarko, M.Tall // Pr. znanost. Inst. ukl. electromaszyn Polutechniki Warszawskie.-1981, 33, str. 7-26 (pol.), RJ EM, 1983, br. 1I218.

17. Lokshin L.I., Vershinin V.A. O metodi toplinskog proračuna linearnih asinkronih potopnih motora // Zbornik znanstvenih radova UPI, Sverdlovsk, 1977., str. 42-47.

18. Sapsalev A.V. Ciklični električni pogon bez zupčanika // Elektrotehnika, 2000, br. 11, str. 29-34.

19. Mogilnikov B.C., Oleinikov A.M., Strelnikov A.N. Asinkroni motori s dvoslojnim rotorom i njihova primjena.-M.: Energoatom-izdat, 1983.-120str.

20. Sipailov G.A., Sannikov D.I., Zhadan V.A. Toplinski hidraulički i aerodinamički proračuni u električnim strojevima.-M: Vyssh. Šk., 1989.-239str.

21. Mamedshakhov M.E. Specijalni elektromehanički pretvarači energije u nacionalnom gospodarstvu. -Taškent: Fan, 1985.-120 str.

22. Kutateladze S.S. Prijenos topline i hidraulički otpor. -M.: Energoatomizdat, 1990.-367str.

23. Inkin A.I. Elektromagnetska polja i parametri električnih strojeva.-Novosibirsk: YuKEA, 2002.- 464str.

24. Bessonov J1.A. Teorijske osnove elektrotehnike. Elektromagnetno polje: Udžbenik. 10. izd., stereotipno.-M.: Gardariki, 2003.-317str.

25. Matematički modeli linearnih indukcijskih strojeva na temelju ekvivalentnih sklopova: Udžbenik / F.N. Sarapulov, S.F. Sarapulov, P. Šimčak. 2. izdanje, revidirano. i dodatni Ekaterinburg: GOU VPO UGTU-UPI, 2005. -431 str.

26. Cilindrični linearni elektromotori s poboljšanim karakteristikama / A.Yu. Konyaev, S.V. Sobolev, V.A. Goryainov, V.V. Sokolov // Zbornik radova Sveruskog elektrotehničkog kongresa. - M., 2005., str. 143-144.

27. Načini poboljšanja performansi cilindričnih linearnih asinkronih motora / V.A. Goryainov, A.Yu. Konyaev, V.V. Sokolov // Energija regije. 2006, br. 1-2, str. 51-53.

28. Načini poboljšanja cilindričnih linearnih asinkronih motora / V.A. Goryainov, A.Yu. Konyaev, S.V. Sobolev, V.V. Sokolov // Elektrotehnički kompleksi i sustavi: Međusveučilišni znanstveni zbornik - Ufa: USATU, 2005., str.88-93.

29. A.S. SSSR broj 491793. Duboka klipna pumpa bez šipke dvostrukog djelovanja / V.V. Semenov, L.I. Lokšin, G.A. Čazov; PermNI-PIneft, Appl. 30.12.70. broj 1601978. Objavljeno-10.02.76. IPC F04B47/00.

30. A.S. SSSR broj 538153. Crpna jedinica bez šipke / E.M. Gneev, G.G. Smerdov, L.I. Lokshin i drugi; PermNIPIneft. Prim. 02.07.73. broj 1941873. Objavljeno 25.01.77. IPC F04B47/00.

31. A.S. SSSR br. 1183710 Ispustna pumpna jedinica / A.K. Šidlovsky, L.G. Bezusy, A.P. Ostrovsky i drugi; Institut za elektrodinamiku Akademije znanosti Ukrajinske SSR, Ukr. NIPI naftne industrije. Prim. 20.03.81. broj 3263115 / 25-06. Objavljeno BI, 1985.37. IPC F04B47/06.

32. A.S. SSSR broj 909291. Elektromagnetska bušotinska pumpa / A.A. Po-znyak, A.E. Tinte, V.M. Foliforov i dr.; Institut za fiziku SKB MHD, Akademija znanosti Latv. SSR. Prim. 02.04.80. Broj 2902528 / 25-06. Objavljeno u BI. 1983, broj 8. IPC F04B 43/04, F04B 17/04.

33. A.S. SSSR broj 909290. Elektromagnetska bušotinska pumpa / A.A. Po-znyak, A.E. Tinte, V.M. Foliforov i dr.; Institut za fiziku SKB MHD, Akademija znanosti Latv. SSR. Prim. 02.04.80. Broj 2902527 / 25-06. Objavljeno u BI. 1983, broj 8. IPC F04B 43/04, F04B 17/04.

34. US patent br. 4548552. Dubinska ugradnja pumpe. Instalacija pumpe za bunar s dvostrukim ventilom / D.R. Holm. Prim. 17.02.84. broj 581500. Objavljeno 22.10.85. MTIKF04B 17/04. (NKI 417/417).

35. US patent br. 4687054. Linearni elektromotor za bušotinsku pumpu. Linearni električni motor za korištenje u bušotini / G.W. Russell, L.B. Underwood. Prim. 21.03.85. broj 714564. 18.08.87. IPC E21B 43/00. F04B 17/04. (NKI 166/664).

36. A.S. Čehoslovačka broj 183118. Linearni asinkroni motor. Linearni induk-cni motor / Ianeva P. Appl. 06/06/75 Broj PV 3970-75. Objavljeno 15.05.80. IPC H02K41/02.

37. CPP patent br. 70617. Cilindrični linearni motor s niskofrekventnim napajanjem. Motor električni linearni cilindic, de joasa freventa / V.Fireteanu, C.Bala, D.Stanciu. Prim. 6.10.75. broj 83532. Objavljeno 30.06.80. IPC H02K41/04.

38.A.C. CCCP#652659. Magnetski krug induktora linearnog cilindričnog motora / V.V. Filatov, A.N. Sur, G.G. Smerdov; PermNI-PIneft. Prim. 04.04.77. broj 2468736. Objavljeno 18.03.79. IPC H02K41/04. BI broj 10.

39. A.S. SSSR broj 792509. Induktor linearnog cilindričnog motora / V.V. Filatov, A.N. Sur, L.I. Lokshin; PermNIPIneft. Prim. 12.10.77. br. 2536355. Objavljeno 30L2,80. IPC H02K41/02.

40. A.S. SSSR broj 693515. Cilindrični linearni asinkroni motor / L.K. Sorokin. Prim. 6.04.78. br. 2600999. Objavljeno 28.10.79. IPC H02K41/02.

41. A.S. SSSR broj 1166232. Linearni višefazni motor / L.G. Bez brade; Institut za elektrodinamiku Akademije znanosti Ukrajinske SSR. Prim. 05.06.78. broj 2626115/2407. Objavljeno BI, 1985, broj 25. IPC H02K2/04.

42. A.S. SSSR broj 892595. Induktor linearnog cilindričnog elektromotora / V.S. Popkov, N.V. Bogačenko, V.I. Grigorenko i dr. OKB linearnih elektromotora. Prim. 04.04.80. broj 2905167. Objavljeno BI 1981, broj 47. IPC H02K41/025.

43. A.S. SSSR broj 1094115. Induktor linearnog cilindričnog elektromotora / N.V. Bogačenko, V.I. Grigorenko; OKB linearni elektromotori. Prim. 11.02.83., broj 3551289/24-07. Objavljeno BI 1984, br. 19. IPC H02K41/025.

44.A.C. SSSR broj 1098087. Induktor linearnog cilindričnog elektromotora / N.V. Bogačenko, V.I. Grigorenko; OKB linearni elektromotori. 24. prosinca 83., broj 3566723/24-07. Objavljeno BI 1984, br. 22. IPC H02K41/025.

45. A.S. SSSR broj 1494161. Induktor linearnog cilindričnog elektromotora / D.I. Mazur, M.A. Lutsiv, V.G. Guralnik i drugi; OKB linearni elektromotori. Prim. 13.07.87. broj 4281377/24-07. Objavljeno u BI 1989, br. 26. IPC H02K4/025.

46. ​​A.S. SSSR broj 1603495. Induktor linearnog cilindričnog elektromotora / N.V. Bogačenko, V.I. Grigorenko; OKB linearni elektromotori. Prijava 04.05.88., broj 4419595/24-07. Objavljeno BI 1990, broj 40.

47. A.S. SSSR broj 524286. Linearni asinkroni motor / V.V. Semenov, A.A. Kostyuk, V.A. Sevastjanov; PermNIPIneft.-Publ. u BI, 1976, br. 29, IPC H02K41 / 04.

48. A.S. SSSR broj 741384. Linearni asinkroni motor / V.V. Semenov, M.G. Guma; PermNIPIneft. Prim. 23.12.77., broj 2560961/24-07. Objavljeno u BI, 1980, br. 22. IPC H02K41/04.

49. A.S. SSSR broj 597051. Električni pogon / V.V. Semenov, L.I. Lokshin i dr. PermNIPIneft.- Appl. 29.05.75. broj 2138293/24-07. Objavljeno u BI, 1978, br. 9. IPC H02K41/04.

50. A.S. SSSR broj 771842. Uređaj za upravljanje potopnim linearnim elektromotorom povratnog gibanja /V.V. Semenov; PermNIPIneft. Prim. 31.10.78. broj 2679944/24-07. Objavljeno u BI, 1980, br. 38 IPC H02R7 / 62, H02K41 / 04.

51. A.S. SSSR broj 756078. Crpna jedinica bez šipke s električnim pogonom / G.G. Smerdov, A.N. Sur, A.N. Krivonosov, V.V. Filatov; PermNIPIneft. Prim. 28.06.78. broj 2641455. Objavljeno u BI, 1980, br.30. IPC F04B47/06.

52. A.S. SSSR br. 9821139. Uređaj za zaštitu potopljenog motora od abnormalnih načina rada / G.V. Konynin, A.N. Sur, L.I. Lok-shin i drugi; PermNIPIneft. Appl. 04.05.81., broj 3281537. Objavljeno u BI, 1982, br.46.

53. Ispustna pumpa. Crpni uređaji za ugradnju u bunare/ A.D. webb; British Petroleum Co. Prijava 08.12.82, br. 8234958 (Vbr). Objavljeno 27.07.83. IPC F04B17/00.

54 Davis M.V. Koncentrični linearni indukcijski motor/ US Patent, br. 3602745. Prim. 27.03.70. Objavljeno 31.08.71. IPC H02K41/02.

55. Perfectionements aux dispositifs electriqnes d "entrainement rectiligne / Francuski patent br. 2082150, prijava 05.03.70., objavljen 10.12.71. IPC H02KZZ / 00.129

Napominjemo da se gore navedeni znanstveni tekstovi objavljuju na pregled i dobivaju priznavanjem izvornih tekstova disertacija (OCR). S tim u vezi, mogu sadržavati pogreške povezane s nesavršenošću algoritama za prepoznavanje. Takvih pogrešaka nema u PDF datotekama disertacija i sažetaka koje dostavljamo.